WO2005079114A1

WO2005079114A1 - 音響再生装置及びスピーカの位置特定方法

Info

Publication number: WO2005079114A1
Application number: PCT/JP2005/002833
Authority: WO
Inventors: Morito Morishima
Original assignee: Yamaha Corporation
Priority date: 2004-02-18
Filing date: 2005-02-16
Publication date: 2005-08-25
Also published as: CN1922924A; EP1718114A1; US20070133813A1; JP2005236502A; US7933418B2; EP1718114A4

Description

明細書音響再生装置及びスピーカの位置特定方法技術分野本発明は、マルチチャンネル音響再生を行う音響再生装置に関し、特にスピーカの位置を 2次的若しくは 3次元的に検出することにより、効果的な音場補正を実現することができる音響再生装置及びスピーカの位置特定方法に関するものである。

技術背景近年、オーディ才ソースには例えば DVDのように 5. 1チャンネル等のマルチチャンネル音声信号が記録されてし、るものがあり、このようなオーディオソースを再生するマルチチャンネル音響再生システムが一般家庭でも普及しつつある。このようなマルチチャンネル音響再生システムでは、音響機器メーカーが推奨する配置方法に従つてリスニングルーム内に各スピーカを配置したときに、メ一カーが想定したマルチチヤンネル音響再生効果が得られるようになつている。したがって、スピーカの配置が推奨位置と大きく異なる場合には、音像定位が不適切になる可能性があった。そこで、スピーカの位置を検出し、検出した位置に基づいてスピーカから出力する音声信号に補正処理を施すことにより、音像定位を補正する音像定位調整装置が提案されている (例えば、特許文献 1参照）。

なお、出願人は、本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を出願時までに発見するには至らなかった。

[特許文献 1 ]特開平 1 1 - 1 1 3099号公報しかしながら、特許文献 1の音像定位調整装置は、アンプからスピーカまでの距離をスピーカケーブルの長さで測定するという 1次元的な検出方法でスピーカの位置を検出しており、スピーカの位置を 2次的若しくは 3次元的に検出することは行っていない。したがって、特許文献 1の音像定位調整装置では、最適聴取位置に対する各スピー力の角度を求めることができないので、この角度が推奨位置と大きく異なっていたとしても、スピーカの不適切な配置を検出することができず、不十分な音像定位補正処理しか行うことができないという問題点があった。発明の開示

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、スピーカの位置を 2次的若しくは 3次元的に検出して音場補正を行うことができる音響再生装置及びスピーカの位置特定方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本願は下記の構成を有することを特徴とする。

(1 ) 複数のスピーカを駆動してマルチチャンネル音響再生を行う音響再生装置において、

測定用信号を発生し、前記複数のスピーカのうち検出対象のスピーカに前記測定用信号を供給する発生手段と、

視聴位置に配置され、前記測定用信号に応じて前記検出対象のスピーカから放射された測定用音波を受信したときに受信通知をそれぞれ送信する少なくとも二個のセンサと、前記測定用信号が発生した時刻と各センサから受信通知を受けた時刻との時間差を前記少なくとも二個のセンサの各々について測定する時間差測定手段と、前記測定された時間差に基づいて前記少なくとも二個のセンサと前記検出対象のスピーカとの距離を前記少なくとも二個のセンサの各々について算出する距離算出手段と、

前記少なくとも二個のセンサ間の距離と前記算出された距離に基づいて前記検出対象のスピーカの位置を算出する位置算出手段と、

前記算出されたスピーカの位置を記憶する記憶手段とを有することを特徴とする音響再生装置。

(2) ( 1 )の音響再生装置において、

前記記憶手段に記憶された各スピーカの位置が予め定められた各スピーカの相対的な位置関係に反すると判定したとき、アンプから各スピーカへの信号配線を切リ替えて、スピーカの誤配置を補正するスピーカ配置補正手段を有することを特徴とする音響再生装置。

(3) ( 1 )の音響再生装置において、

前記記憶手段に記憶された各スピーカの位置に基づいて、各スピーカが予め定められた推奨位置にあるかのような音像定位を実現する音場制御手段を有することを特徴とする音響再生装置。

(4) ( 1 )の音響再生装置において、

前記複数のスピーカのうちの少なくとも二つのスピーカ間の距離が既知であり、前記位置算出手段は、前記距離算出手段により算出された前記少なくとも二つのセンサと前記少なくとも二つのスピーカ間の距離と、前記少なくとも二つのスピーカ間の距離とに基づいて前記少なくとも二つのセンサ間の距離と前記少なくとも二つのセンサの位置を算出することを特徴とする音響再生装置。

(5) 複数のスピーカを駆動してマルチチャンネル音響再生を行う音響再生装置において、

測定用信号を発生し、前記複数のスピーカのうち視聴位置に対する位置が既知である少なくとも二個の測定用スピーカに前記測定用信号を順次供給する発生手段と検出対象のスピーカに装着され、前記測定用信号に応じて前記測定用スピーカから放射される測定用音波を受信したときに受信通知を送信することを前記少なくとも二個の測定用スピーカの各々について行うセンサと、

前記測定用信号が発生した時刻と前記センサから受信通知を受けた時刻との時間差を前記少なくとも二個の測定用スピーカの各々について測定する時間差測定手段と、

前記測定された時間差に基づいて前記測定用スピーカと前記検出対象のスピーカとの距離を前記少なくとも二個のスピーカの各々について算出する距離算出手段と、前記少なくとも二個の測定用スピーカ間の距離と前記算出された距離に基づいて前記検出対象のスピーカの位置を算出する位置算出手段と、

前記少なくとも二個の測定用スピーカおよび前記算出されたスピーカの位置を記憶する記憶手段とを有することを特徴とする音響再生装置。

(5)の音響再生装置において前記記憶手段に記憶された各スピーカの位置が予め定められた各スピーカの相対的な位置関係に反すると判定したとき、アンプから各スピーカへの信号配線を切リ替えて、スピーカの誤配置を補正するスピーカ配置補正手段を有することを特徴とする音響再生装置。

(7) (5)の音響再生装置において、

(8) 視聴位置に配置された少なくとも二個のセンサを使用して複数のスピーカの位置を特定する方法において、

測定用信号を発生し、前記複数のスピーカのうちの一つに前記測定用信号を供給する工程と、

前記測定用信号に応じて前記検出対象のスピーカから放射された測定用音波を前記少なくとも二個のセンサが受信したときに受信通知をそれぞれ送信する工程と、前記測定用信号が発生した時刻と各センサから受信通知を受けた時刻との時間差を前記少なくとも二個のセンサの各々について測定する工程と、

前記測定された時間差に基づいて前記少なくとも二個のセンサと前記検出対象のスピーカとの距離を前記少なくとも二個のセンサの各々について算出する工程と、前記少なくとも二個のセンサ間の距離と前記算出された距離に基づいて前記検出対象のスピーカの位置を算出する工程と、

前記算出されたスピーカの位置を記憶する記憶手段とを有することを含むことを特徴とする方法。 (9) (8)の方法はさらに、記憶された前記各スピーカの位置が予め定められた各スピー力の相対的な位置関係に反すると判定したとき、アンプから各スピーカへの信号配線を切り替えて、スピーカの誤配置を補正する工程を有することを特徴とする方法

( 1 0) (8)の方法はさらに、記憶された前記各スピーカの位置に基づいて、谷スピー力が予め定められた推奨位置にあるかのような音像定位を実現する工程を有することを特徴とする方法。

(1 1 ) (8)の方法はさらに、

前記発生手段は、前記複数のスピーカのうち互いの距離が既知である少なくとも二個の測定用スピーカに前記測定用信号を順次供給する工程と、

前記測定用信号に応じて前記測定用スピーカから放射された測定用音波を前記少なくとも二個のセンサが受信したときに受信通知を送信することを前記少なくとも二個の測定用スピーカの各々について行う工程と、

前記測定用信号が発生した時刻と各センサから受信通知を受けた時刻との時間差を前記少なくとも二個の測定用スピーカの各々について測定する工程と、

前記測定された時間差に基づいて前記少なくとも二個のセンサと前記測定用スピ一力との距離を前記少なくとも二個の測定用スピーカの各々について算出する工程と、前記少なくとも二個のセンサと前記測定用スピーカとの距離と、前記少なくとも二つのスピーカ間の距離とに基づいて、前記少なくとも二個のセンサの位置とこの少なくとも二個のセンサ間の距離を算出する工程とを含む。図面の簡単な説明

図 1は本発明の第 1の実施形態となる音響再生装置の構成を示すブロック図である。

図 2は本発明の第 1の実施形態となる音響再生装置におけるセンサの構成を示すブロック図である。

図 3は本発明の第 1の実施形態の音響再生装置による音場補正処理を示すフロ一チヤ一卜である。

図 4は本発明の第 1の実施形態におけるスピーカとセンサ間の距離の算出処理を説明するための図である。

図 5は本発明の第 2の実施形態において視聴位置を変更する場合の処理を示すフローチヤ一卜である。

図 6は本発明の第 2の実施形態において視聴位置を変更する場合の処理を説明するための図である。

図 7は本発明の第 3の実施形態となる音響再生装置の構成を示すブロック図である。

図 8は本発明の第 3の実施形態となる音響再生装置におけるセンサの構成を示すブロック図である。

図 9は本発明の第 3の実施形態の音響再生装置による音場補正処理を示すフロ —チヤ一卜である。

図 1 0は本発明の第 4の実施形態におけるスピーカ位置検出処理を説明するための図である。

図 1 1は本発明の第 4の実施形態の音響再生装置による音場補正処理を示すフローチャートである。発明を実施するための最良の形態

第 1の実施形態

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図 1は本発明の第 1の実施形態となる音響再生装置の構成を示すブロック図である。

図 1の音響再生装置は、スピーカ SP— C, SP-L, SP-R, SP-RL, SP-RR, SP-RC, SP— SWの位置を検出するためのセンサ 1 ( 1一 1， 1一 2)と、マルチチヤンネルアンプ 2とからなる。マルチチャンネルアンプ 2は、デコーダ 20と、マルチプレクサ 21と、音場処理部 22 と、切替スィッチ 23と、パワーアンプ 24と、測定用信号発生部 25と、基準信号送信部 26と、受信部 27と、位置算出部 28と、位置テーブル 29と、スピーカ配置補正部 3 0と、音場制御部 31とを有する。

測定用信号発生部 25は発生手段を構成し、基準信号送信部 26は送信手段を構成し、位置算出部 28は距離算出手段と位置算出手段とを構成し、位置テーカレ 29 は記憶手段を構成し、スピーカ配置補正部 30とマルチプレクサ 21とはスピーカ配置補正手段を構成し、音場制御部 31と音場処理部 22とは音場制御手段を構成している。図 2はセンサ 1 ( 1一 1， 1—2)の構成を示すブロック図である。センサ 1は、受信部 1 0と、マイク 1 1と、時間差測定部 1 2と、送信部 1 3とを有する。

本実施形態では、 6. 1チャンネルのデジタルサラウンドシステムを例にとって説明する。リスニングルーム内には、メインスピーカ SP—し SP— R、リアスピーカ SP— R し SP— RR、センタースピーカ SP— C、リアセンタースピーカ SP— RCおよびサブゥーハ SP— swが配置されている

6. 1チャンネルの再生について簡単に説明すると、例えばドルビー (登録商標)デジタル等で圧縮符号化されたデジタル音声信号 DINが入力されると、マルチチャンネルアンプ 2のデコーダ 20は、メイン信号 L (左)， R (右）、リア信号 RL (後左）， RR (後お）、センター信号 C (中央）、リアセンター信号 RC (後中央）、サブウーハ信号 LFE( 低周波)の各音声信号を生成する。メイン信号し， R、リア信号 RL， RR、センター信号 C、リアセンター信号 RCは、マルチプレクサ 21、音場処理部 22および切替スィッチ 2 3を通ってパワーアンプ 24で増幅され、それぞれメインスピーカ SP— L, SP— R、リァスピーカ SP— RL, SP— RR、センタ一スピーカ SP— C、リアセンタースピーカ SP 一 RCに供給される。また、サブウーハ信号 LFEは、マルチプレクサ 21、音場処理部 22および切替スィッチ 23を通って、アンプを内蔵したサブウーハ SP— SWに供給される。こうして、 6. 1チャンネルの再生が行われる。次に、スピーカの位置を検出して音場補正を行う動作について説明する。図 3は本実施形態の音場補正処理を示すフローチャートである。まず、視聴者は、リスニングルーム内にセンサ 1一 1 , 1—2を設置する。このとき、センサ 1— 1と 1—2の間に視聴位置 LPが来るようにする。

マルチチャンネルアンプ 2の測定用信号発生部 25は、スピーカ位置検出用の第 1 の測定用信号を発生する（図 3ステップ 1 01 )。このとき、切替スィッチ 23は、測定用信号をセンタ一スピーカ（測定用スピーカ） SP— Cに供給し、その他のスピーカには信号を供給しないものとする。また、例えばセンタースピーカ SP— C内の図示しないスィッチ等により、センタ一スピーカ SP— Cのうち左側のスピーカ SP— CLにのみ測定用信号を供給し、右側のスピーカ SP— CRには測定用信号を供給しないものとするマルチチャンネルアンプ 2の基準信号送信部 26は、測定用信号の発生と同時に、基準信号 (第 2の測定用信号)をセンサ 1—1， 1—2に向けて送信する (ステップ 1 02 )。基準信号としては、例えば赤外線や電波がある。また、基準信号の送信を有線で行ってもよい。

センサ 1ー1の受信部 1 0は、マルチチャンネルアンプ 2から送信された基準信号を受信し、続いてマイク 1 1は、スピーカ SP—CLから放射された測定用信号 (測定用音波)を受信する (ステツ力 03)。そして、センサ 1一 1の時間差測定部 1 2は、基準信号を受信した時刻と測定用音波を受信した時刻との時間差を測定して、測定した時間差を送信部 1 3に通知し、送信部 1 3は、この時間差を通知用信号によりマルチチャンネルアンプ 2に通知する（ステップ 1 04)。通知用信号としては、例えば赤外線や電波がある。また、通知用信号の送信を有線で行ってもよい。時間差の測定は、基準信号と測定用音波にそれぞれインパルス状の信号を用いて、受信した基準信号の立ち上がりと測定用音波の立ち上がりとの時間差を単純に測定してもよいし、基準信号と測定用音波にそれぞれ正弦波等の周期信号を用いて、受信した基準信号と測定用音波との位相差から時間差を測定してもよい。以上のような時間差の測定をセンサ 1—2においても同様に行う。なお、通知用信号がセンサ 1 一 1から送られたものかセンサ 1一 2から送られたもの力、を識別するために、測定した時間差の他に、例えばセンサ 1 _ 1 , 1—2の識別情報を通知用信号で送る必要がある。マルチチャンネルアンプ 2の受信部 27は、センサ 1一 1 , 1—2からそれぞれ通知用信号を受信して、この通知用信号によって通知された時間差を位置算出部 28に知らせる。位置算出部 28は、センサ 1—1で測定された時間差と音速に基づいてスピーカ 8 —〇しとセンサ1一 1との距離を算出し、センサ 1—2で測定された時間差と音速に基づいてスピーカ SP— CLとセンサ 1一 2との距離を算出する（ステップ 1 05)。図 4はこのスピーカとセンサ間の距離の算出処理を説明するための図である。センサ 1とマルチチャンネルアンプ 2との距離は電磁波が単位時間当たりに進む距離に比ベて十分に短いので、マルチチャンネルアンプ 2から基準信号を送信した時刻とこの基準信号がセンサ 1—1， 1一 2に到達した時刻との時間差はほぼ零と見なすことができる。同様に、スピーカとマルチチャンネルアンプ 2との距離は電気信号が単位時間当たりに進む距離に比べて十分に短いので、測定用信号が発生した時刻とこの測定用信号がスピーカ SP— CLに到達した時刻との時間差もほぼ零と見なすことができる。したがって、センサ 1一 1で測定された時間差と音速に基づいてスピーカ SP— C Lとセンサ 1一 1との距離 L1 1を算出することができ、センサ 1—2で測定された時間差と音速に基づいてスピーカ SP— CLとセンサ 1一 2との距離 L1 2を算出することができる。続いて、ステップ 1 01に戻って、ステップ 1 05までの処理を繰り返す。ここでは、センタースピーカ SP— Cのうち右側のスピーカ SP—CRにのみ測定用信号を供給し、左側のスピーカ SP— CLには測定用信号を供給しないものとする。マルチチャンネルァンプ 2の位置算出部 28は、センサ 1一 1で測定された時間差と音速に基づいてスピ一力 SP— CRとセンサ 1一 1との距離 L1 3を算出し、センサ 1—2で測定された時間差と音速に基づいてスピーカ SP— CRとセンサ 1—2との距離 LI 4を算出する（ステップ 1 05)。距離算出の終了後（ステップ 106において YES)、位置算出部 28は、スピーカ SP — CLと SP— CR間の既知の距離 LOと算出した距離 L1 1， L1 3から三角法を用いて、センタ一スピーカ SP— Cに対するセンサ 1一 1の位置を算出し、同様に距離 LOと算出した距離 L1 2， L1 4力、ら、センタースピーカ SP— Cに対するセンサ 1ー2の位置を算出する（ステップ 1 07)。なお、センタースピーカ SP—Cの位置は、スピーカ SP— C Lと SP— CRの中間の位置とする。センサ 1— 1と 1一 2の位置が確定したことにより、センサ 1一 1と 1一 2間の距離 Lx が求まる。また、前述のとおり、視聴位置 LPはセンサ 1—1と 1—2の間にあるので、視聴位置 LPを確定することができ、この視聴位置 LPとセンタースピーカ SP— Cに対するセンサ 1 - 1 , 1—2の位置に基づいて、視聴位置 LPに対するセンタ一スピーカ S P— Cの位置を求めることができる。位置算出部 28は、視聴位置 LPに対するセンサ 1 - 1 , 1—2およびスピーカ SP—Cの位置と、センサ 1一 1と 1—2間の距離 Lxとを位置亍一ブル 29に記憶させる。次に、他のスピーカ SP—し SP-R, SP-RL, SP-RR, SP-RC, SP— SWの位置を検出する。

マルチチャンネルアンプ 2の測定用信号発生部 25は、スピーカ位置検出用の測定用信号を発生する（ステップ 1 08)。このとき、メインスピーカ SP— Lを検出対象のスピ一力とする場合には、切替スィッチ 23は、測定用信号をスピーカ SP— Lに供給し、その他のスピーカについては信号を供給しないものとする。ステップ 1 09- 1 1 1の処理は、ステップ 1 02〜 1 04と同様であり、マルチチャンネルアンプ 2から送信された基準信号を受信した時刻とスピーカ SP— Lから放射された測定用音波を受信した時刻との時間差がセンサ 1一 1， 1一 2で測定され、通知用信号によりマルチチャンネルアンプ 2に通知される。マルチチャンネルアンプ 2の受信部 27は、センサ 1一 1， 1一 2からそれぞれ通知用信号を受信して、この通知用信号によって通知された時間差を位置算出部 28に知らせる。位置算出部 28は、センサ 1—1で測定された時間差と音速に基づいてスピーカ SP— Lとセンサ 1ー1との距離 L1 5を算出し、センサ 1ー2で測定された時間差と音速に基づいてスピーカ SP—しとセンサ 1— 2との距離 L1 6を算出する（ステップ 1 1 2)

続いて、位置算出部 28は、位置テ一カレ 29に記憶されているセンサ 1一 1と 1—2 間の距離 Lxと算出した距離 L1 5, L1 6から三角法を用いて、センサ 1—1 , 1—2に対するメインスピーカ SP-Lの位置を算出し、この算出結果と位置テーブル 29に記憶されているセンサ 1—1 , 1一 2の位置に基づいて、視聴位置 LPに対するメインスピ一力 SP— Lの位置を算出し、このスピーカ SP— Lの位置を位置テーブル 29に記憶させる（ステップ 1 1 3)。以上のようなステップ 1 08〜1 1 3の処理を他のスピーカ SP— R， SP-RL, SP— RR， SP-RC, SP— SWについて順次行う。各スピーカの位置算出の終了後（ステツプ 1 1 4において YES)、スピーカ配置補正部 30は、位置テーブル 29に記憶されている各スピーカ SP— L, SP-R SP-RL, SP— RR、 SP— C、 SP— RC,サブゥーハ SP— SWの位置に基づいて、各スピーカの相対的な位置関係に誤りがないかどうか判定する (ステップ 1 1 5)。この判定処理は、各スピーカの配置の正否をおおまかに判定するものである。例えば、メインスピーカ SP— Lはセンタースピーカ SP— Cの左側、リアスピーカ SP— RLはメインスピーカ SP— Lの後方といったように、各スピー力の相対的な位置関係には予め定められた規則があり、この規則に従って各スピ一力が配置されているかどうかを判定する。ステップ 1 1 5においてスピーカの配置に誤りがあると判定した場合、スピーカ配置補正部 30は、マルチプレクサ 21を制御して配線を切り替えさせ、スピーカの誤配置を補正する（ステップ 1 1 6)。例えば、メインスピーカ SP— Lと SP— Rが逆に配置されている場合には、デコーダ 20からマルチプレクサ 21を介して音場処理部 22に入力されるメイン信号 Lと Rを入れ替える。これにより、スピーカ SP— Lと SP— Rの誤配置を補正することがでさる。次に、音場処理部 22は、デコーダ 20からマルチプレクサ 21を介して入力されたメイン信号し R、リア信号 RL, RR、センター信号 C、リアセンター信号 RCおよびサブゥーハ信号 LFEに対して、必要に応じて各種の音場処理を行う。このとき、音場制御部 31は、予め定められた各スピーカの推奨位置に対して位置テーブル 29に記憶されている各スピーカの位置がずれている場合、音場処理部 22を制御して、各スピーカが恰も推奨位置にあるかのような音像定位を実現する音場補正を行う (ステップ 1 1 7 )。この音場補正は、マルチプレクサ 21から入力される各信号の遅延時間、ゲイン等を音場処理部 22で調整することにより実現できる。こうして、本実施形態では、各スピーカの位置を 2次的に検出して、この検出結果に基づき音場補正を行うようにしたので、各スピーカの位置が推奨位置に対して大きく異なっていたとしても、十分なマルチチャンネル音響再生効果を得ることができる。なお、センサ 1— 1と 1—2間の距離 Lxが既知の場合には、ステップ 1 01〜"！ 07の処理を行う必要はなぐスピーカ SP—し SP-R. SP-RL, SP— RR、SP— C、SP -RC,サブゥ一ハ SP— SWの位置をステップ 1 08〜1 1 4の処理で検出すればよい

第 2の実施形態

次に、本発明の第 2の実施形態について説明する。本実施形態は、第 1の実施形態において各スピーカの位置を検出した後に何らかの理由で視聴位置 LPを変更する場合の動作を説明するものである。したがって、音響再生装置としての構成は図 1 と同じであるので、図 1の符号を用いて説明する。図 5は、視聴位置 LPを変更する場合の処理を示すフローチャートである。まず、視聴者は、図 6に示すように変更後の視聴位置 LP'にセンサ 1一 1を設置する。このとき、センサ 1—2は設置しなくてよい。

マルチチャンネルアンプ 2の測定用信号発生部 25は、スピーカ位置検出用の測定用信号を発生する（図 5ステップ 201 )。このとき、切替スィッチ 23は、測定用信号をセンタースピーカ SP— Cに供給し、その他のスピーカには信号を供給しないものとする。また、センタースピーカ SP— Cのうち左側のスピーカ SP— CLにのみ測定用信号を供給し、右側のスピーカ SP— CRには測定用信号を供給しないものとする。ステップ 202~204の処理は、図 3のステップ 1 02~ 1 04と同じである。位置算出部 28は、センサ 1—1で測定された時間差と音速に基づいてスピーカ SP— CLとセンサ 1一 1との距離 L1 1を算出する（ステップ 205)。

続いて、ステップ 201に戻って、ステップ 205までの処理を繰り返す。ここでは、センタ一スピーカ SP—Cのうち右側のスピーカ SP— CRにのみ測定用信号を供給し、左側のスピーカ SP— CLには測定用信号を供給しないものとする。位置算出部 28は、センサ 1一 1で測定された時間差と音速に基づいてスピーカ SP— CRとセンサ 1― 1との距離 L1 3を算出する（ステップ 205)。距離算出の終了後（ステップ 206において YES)、位置算出部 28は、スピーカ SP — CLと SP— CR間の既知の距離 L0と算出した距離 L1 1， L1 3から三角法を用いて、センタースピーカ SP— Cに対するセンサ 1一 1 (視聴位置 LP' )の位置を算出する（ステップ 207)。変更前の視聴位置 LPに対する各スピーカ SP_L， SP— R、 SP-R L， SP— RR、 SP— C、 SP— RC，サブウーハ SP— SWの位置は位置テーブル 29に記憶されている。位置算出部 28は、位置テーブル 29に記憶されている各スピーカの位置と算出したセンサ 1—1の位置に基づいて、変更後の視聴位置 LP'に対する各スピーカの位置を算出して、位置テーブル 29に記憶されている各スピーカの位置を更新する（ステップ 208)。音場制御部 31は、位置テーブル 29に記憶されている各スピーカの位置に基づいて、音場処理部 22を制御して音場補正を行う（ステップ 209)。この音場補正処理は、図 3のステップ 1 1 7と同じである。

こうして、本実施形態では、視聴位置 LPの変更に対応することができる。なお、変更後の視聴位置 LP'とセンタ一スピーカ SP— Cとの間に障害物がある場合には、基準信号を受信する時刻と測定用音波を受信する時刻との時間差をセンサ 1一 1で正しく測ることができなくなる。このような場合には、例えば視聴者の指定に基づき切替スィッチ 23を手動制御して、視聴位置 LP'との間に障害物がない別のスピー力を使ってステップ 201 ~206の処理を行し、、センサ 1一 1の位置を検出すればよし、。センサ 1一 1の位置検出に必要なスピーカの台数は最低 2台である。また、 4台以上のスピーカを使用すれば、あるスピーカと変更後の視聴位置 LP'との間に障害物が存在したとしても、センサ 1— 1の位置を自動的に検出することが可能である。例えば、 4台のスピーカの中から 2台ずつ選択して測定する場合の組み合わせは 6通りある。そこで、位置算出部 28は、この 6通りの組み合わせの各々についてステップ 201〜207の処理を行し、、各々の組み合わせで算出したセンサ 1—1の位置が略一致する場合（これらの位置の互いの誤差が所定のしきい値内の場合）、この位置を正しい値として採用する。一方、 3通りの組み合わせで算出したセンサ 1一 1の位置が略一致し、残りの組み合わせで算出したセンサ 1—1の位置が大きく異なる場合には、略一致したセンサ 1 一 1の位置を正しい値として採用する。

また、センサ 1—1の位置が略一致する組み合わせカ《ない場合には、少なくとも 2台のスピーカが測定に適していないと考えられる。この場合、位置算出部 28は、測定に使用した 4台のスピーカとは異なる組み合わせの 4台のスピーカを選択してステップ 2 01 ~207の処理を実行させ、センサ 1一 1の位置が略一致するスピーカの組み合わせが 3つ以上になるようにする。第 3の実施形態

次に、本発明の第 3の実施形態について説明する。図 7は本発明の第 3の実施形態となる音響再生装置の構成を示すブロック図であり、図 1と同一の構成には同一の符号を付してある。図 7の音響再生装置は、センサ 1 a ( 1 a—1， l a— 2)と、マルチチャンネルアンプ 2aとからなる。第 1の実施形態では、スピーカとセンサ間の距離算出のための時間差測定をセンサ 1で行うようにしていた力本実施形態は、マルチチャンネルアンプ 2aに時間差測定部 32を設けて時間差測定を行うようにしたものである。

図 8はセンサ 1 a ( 1 a— 1， 1 a— 2)の構成を示すブロック図である。センサ 1 aは、マイク 1 1と、送信部 1 3aとを有する。図 9は本実施形態の音場補正処理を示すフローチャートである。第 1の実施形態と同様に、視聴者は、センサ 1 a—1と 1 a— 2の間に視聴位置 LPが来るように、センサ l a— 1， l a— 2をリスニングルーム内に設置する。

図 9のステップ 301の処理は、図 3のステップ 1 01と同じであり、マルチチャンネルアンプ 2aの測定用信号発生部 25からスピーカ SP— CLに測定用信号を供給する。センサ 1 a—1の送信部 1 3aは、スピーカ SP— CLから放射された測定用信号 (測定用音波)をマイク 1 1で受信すると、測定用音波を受信したことを通知用信号によリマルチチャンネルアンプ 2aに通知する（ステップ 302)。このような受信通知をセンサ 1 a —2からも同様に行う。マルチチャンネルアンプ 2aの受信部 27は、センサ 1 a— 1， l a— 2からそれぞれ通知用信号を受信すると、この受信を時間差測定部 32に知らせる。時間差測定部 32 は、測定用信号発生部 25から測定用信号が発生した時刻とセンサ 1 a—1から受信通知を受けた時刻との時間差を測定し、同様に、測定用信号が発生した時刻とセンサ 1 a— 2から受信通知を受けた時刻との時間差を測定し、測定した時間差を位置算出部 28に知らせる（ステップ 303)。ここで、スピーカとセンサ間の距離の算出について説明すると、図 4で説明したとおリ、測定用信号が発生した時刻とこの測定用信号力スピーカ SP— CLに到達した時刻との時間差はほぼ零と見なすことができる。したがって、位置算出部 28は、測定用信号が発生した時刻とセンサ 1 a— 1から受信通知を受けた時刻との時間差と、音速に基づいてスピーカ SP— CLとセンサ 1 a— 1との距離 L1 1を算出し、測定用信号が発生した時刻とセンサ 1 a— 2から受信通知を受けた時刻との時間差と、音速に基づいてスピーカ SP— CLとセンサ l a— 2との距離 L1 2を算出する（ステップ 304)。続いて、ステップ 301に戻って、ステップ 304までの処理を繰り返す。ここでは、センタースピーカ SP— Cのうち右側のスピーカ SP— CRにのみ測定用信号を供給し、左側のスピーカ SP— CLには測定用信号を供給しなし、ものとする。位置算出部 28は、測定用信号発生部 25から測定用信号が発生した時刻とセンサ 1 a— 1から受信通知を受けた時刻との時間差と、音速に基づいてスピーカ SP— CRとセンサ 1 a— 1との距離を算出し、測定用信号が発生した時刻とセンサ 1 a— 2から受信通知を受けた時刻との時間差と、音速と基づいてスピーカ SP— CRとセンサ 1 a— 2との距離を算出する (ステップ 304)。距離算出の終了後 (ステップ 305において YES)、位置算出部 28は、視聴位置 LP に対するセンサ 1 a- 1 , 1 a— 2およびスピーカ SP— Cの位置と、センサ 1 a— 1と 1 a 一 2間の距離 Lxとを算出して、位置テーブル 29に記憶させる（ステップ 306)。このステツプ 306の処理は、図 3のステップ 1 07と同様である。次に、他のスピーカ SP—し SP-R, SP-RL, SP-RR, SP-RC, SP— SWの位置を検出する。

図 9のステップ 307の処理は、図 3のステップ 1 08と同じである。ステップ 308， 30 9の処理は、それぞれステップ 302， 303と同様であり、スピーカ SP— Lから放射された測定用音波をセンサ 1 a- 1 , 1 a— 2で受信すると、この受信を通知用信号によリマルチチャンネルアンプ 2aに通知し、マルチチャンネルアンプ 2aの時間差測定部 3 2は、測定用信号発生部 25から測定用信号が発生した時刻とセンサ 1 a— 1から受信通知を受けた時刻との時間差を測定すると共に、測定用信号が発生した時刻とセンサ 1 a— 2から受信通知を受けた時刻との時間差を測定する。位置算出部 28は、測定用信号が発生した時刻とセンサ 1 a— 1から受信通知を受けた時刻との時間差と、音速に基づいてスピーカ SP— Lとセンサ 1 a— 1との距離 L1 5を算出し、測定用信号が発生した時刻とセンサ 1 a— 2から受信通知を受けた時刻との時間差と、音速に基づいてスピーカ SP— Lとセンサ 1 a— 2との距離 L1 6を算出する（ステップ 31 0)。続いて、位置算出部 28は、位置亍一ブル 29に記憶されているセンサ 1 a— 1と 1 a —2間の距離 Lxと算出した距離 L1 5， L1 6から三角法を用いて、センサ l a— 1 , l a 一 2に対するメインスピーカ SP— Lの位置を算出し、この算出結果と位置テーブル 2 9に記憶されているセンサ 1 a- 1 , 1 a— 2の位置に基づいて、視聴位置 LPに対するメインスピーカ SP— Lの位置を算出し、このスピーカ SP— Lの位置を位置テーブル 2 9に記憶させる (ステップ 31 1 )。以上のようなステップ 307〜31 1の処理を他のスピーカ SP— R, SP— Rし， SP— RR, SP-RC, SP— SWについて順次行う。

ステップ 31 3, 31 4, 31 5の処理は、それぞれ図 3のステップ 1 1 5, 1 1 6, 1 1 7と同じである。以上のようにして、本実施形態では、スピーカとセンサ間の距離算出のための時間差測定をマルチチャンネルアンプ 2aで行うことにより、第 1の実施形態と同様の効果を得ることができる。

なお、センサ 1— 1と 1一 2間の距離 Lxが既知の場合には、ステップ 301〜306の処理を行う必要はなぐスピーカ SP—し SP— R、SP— RL， SP— RR、SP— C、SP -RC,サブウーハ SP— SWの位置をステップ 307〜31 2の処理で検出すればよい

第 4の実施形態

次に、本発明の第 4の実施形態について説明する。図 1 0は本実施形態のスピーカ位置検出処理を説明するための図である。マルチチャンネルアンプの構成は、第 3の実施形態と同様であるので、図 7の符号を用いて説明する。本実施形態では、視聴位置 LPに対するセンタースピーカ SP— Cの位置が予め視聴者によってマルチチャンネルアンプ 2aの位置テーブル 29に設定されているものとする。また、スピーカ SP— L, SP-R, SP-RL, SP-RR, SP-RC, SP— SWのキャビネットには、それぞれスピーカ位置検出のためのセンサ 1 b— L, 1 b-R, 1 b- RL, I b-RR, I b-RC, 1 b— SW力装着されてし、る。センサ 1 b—し 1 b-R, 1 b -RL, 1 b- RR, I b-RC, 1 b— SWの構成は、図 8に示したセンサ l aと同じである。センタースピーカ SP— Cの位置は既知なので、センサを設ける必要はない。また、これらのセンサは、装着されるべきスピーカをマイクとして用いて、測定信号を受信して、スピーカケーブルを用いてマルチチャンネルアンプ 2aに送ってもよい。図 1 1は本実施形態の音場補正処理を示すフローチャートである。図 1 1のステップ 401の処理は、図 3のステップ 1 01と同じであり、マルチチャンネルアンプ 2aの測定用信号発生部 25からスピーカ SP— CLに測定用信号を供給する。

メインスピーカ SP— Lのセンサ 1 b— Lは、スピーカ SP— CLから放射された測定用信号 (測定用音波)をマイク 1 1で受信すると、測定用音波を受信したことを通知用信号によりマルチチャンネルアンプ 2aに通知する（ステップ 402)。マルチチャンネルアンプ 2aの時間差測定部 32は、測定用信号発生部 25から測定用信号が発生した時刻とセンサ 1 b—Lから受信部 27を介して受信通知を受けた時刻との時間差を測定し、測定した時間差を位置算出部 28に知らせる (ステップ 403) 位置算出部 28は、測定された時間差と音速に基づいてスピーカ SP— CLとセンサ l b— Lとの距離 L1 7を算出する（ステップ 404)。続いて、ステップ 401に戻って、ステップ 404までの処理を繰り返す。ここでは、センタースピーカ SP— Cのうち右側のスピーカ SP— CRにのみ測定用信号を供給し、左側のスピーカ SP— CLには測定用信号を供給しなし、ものとする。位置算出部 28は、時間差測定部 32によって測定された時間差と音速に基づいてスピーカ SP— CRとセンサ 1 b— Lとの距離 L1 8を算出する（ステップ 404)。スピーカ SP— CLと SP— GRのそれぞれについてセンサ l b— Lとの距離を算出した後（ステップ 405において YES)、位置算出部 28は、スピーカ SP— CLと SP— CR間の既知の距離 LOと算出した距離 L1 7, L1 8から三角法を用いて、センタ一スピーカ S P— Cに対するセンサ 1 b— Lの位置、すなわちメインスピーカ SP— Lの位置を算出する（ステップ 406)。視聴位置 LPに対するセンタースピーカ SP— Cの位置は位置テ一ブル 29に記憶されているので、視聴位置 LPに対するメインスピーカ SP— Lの位置を求めることができる。位置算出部 28は、このメインスピーカ SP— Lの位置を位置テーブル 29に記憶させる。以上のようにスピーカ SP— CLと SP— CRを用いてスピーカの位置を検出するス亍ップ 401〜406の処理を他のスピーカ SP— R, SP-RL, SP-RR, SP-RC, SP —SWについて順次行う。

各スピーカの位置算出の終了後（ステップ 407において YES)、ステップ 408に進む。ステップ 408， 409, 41 0の処理は、それぞれ図 3のステップ 1 1 5， 1 1 6, 1 1 7と同じである。こうして、本実施形態では、視聴位置 LPに対する位置が既知である 2つのスピーカ SP— CLと SP— CRを用いて、センサが装着された他のスピーカの位置を検出することにより、第 1の実施形態と同様の効果を得ることができる。

尚、第 4の実施形態において、センサをスピーカ SP- Gし SP- GRに装着し、測定用信号をスピーカ SP -し SP - R、 SP - SW、 SP - Rし SP-RC, SP - RRに供給するよう【こ構成してもよい。この構成で、例えばスピーカ SP-Lの位置を測定する場合、測定用信号発生部 25から測定用信号をスピーカ SP-Lに供給し、スピーカ SP -しから放射された測定用信号 (測定用音波)をスピーカ SP-GLに装着されたセンサで受信する。時間差測定部 32は、測定用信号発生部 25から測定信号が発生した時刻とスピーカ SP-GL に装着されたセンサから受信部 27を介して受信通知を受けた時刻との時間差を測定し、測定した時間差を位置算出部 28に知らせる。以降の処理は上記と同様の処理を行うことでスピーカ SP - Lの位置を算出することができる。なお、第 1〜第 4の実施形態で用いる測定用信号 (測定用音波)は、可聴帯域の信号でもよいし、可聴帯域外の超音波信号を用いてもよい。また、測定用信号のスピ一力への供給は、通常のスピーカケーブルを通して行ってもよいし、専用の信号線を用いて行ってもよい。測定用信号として超音波信号を用いる場合には、スピーカのキヤビネットに装着した超音波卜ランスジューサーから超音波を発生させればよい。測定用信号として超音波信号を用いる場合、測定が静かに行えるという利点がある。また、可聴帯域の信号では、波長が長いために距離測定の精度が落ちるが、超音波信号であれば、距離測定の精度を向上させることができる。また、第 1〜第 4の実施形態では、各スピーカの位置を 2次元的に検出している力第 1〜第 3の実施形態においては n (nは 2以上の自然数)個の測定用スピーカと n個のセンサを使用すればよく、第 4の実施形態においては n個の測定用スピーカを使用すればよい。 n≥3であれば、各スピーカの位置を 3次元的に検出することができる。また、第 1〜第 4の実施形態では、 6. 1チャンネルのデジタルサラウンドシステムを例にとって説明しているが、 2チャンネル以上のシステムであれば本発明を適用すること力《できる。

また、第 1、第 2の実施形態では、第 2の測定用信号として電磁波を用いているが、第 2の測定用信号を有線でセンサに送信するようにしてもよい。本発明は、複数のスピーカを駆動してマルチチャンネル音響再生を行う音響再生装置に適用することができる。

Claims

請求の範囲

1 . 複数のスピーカを駆動してマルチチャンネル音響再生を行う音響再生装置において、

視聴位置に配置され、前記測定用信号に応じて前記検出対象のスピーカから放射された測定用音波を受信したときに受信通知をそれぞれ送信する少なくとも二個のセンサと、

前記測定用信号が発生した時刻と各センサから受信通知を受けた時刻との時間差を前記少なくとも二個のセンサの各々について測定する時間差測定手段と、前記測定された時間差に基づいて前記少なくとも二個のセンサと前記検出対象のスピーカとの距離を前記少なくとも二個のセンサの各々について算出する距離算出手段と、

2. 請求項 1の音響再生装置において、

3. 請求項 1の音響再生装置において、

4. 請求項 1記載の音響再生装置において、

5. 複数のスピーカを駆動してマルチチャンネル音響再生を行う音響再生装置において、

6. 請求項 5記載の音響再生装置において、

7. 請求項 5記載の音響再生装置において、

8. 視聴位置に配置された少なくとも二個のセンサを使用して複数のスピーカの位置を特定する方法において、

前記算出されたスピーカの位置を記憶する記憶手段とを有することを含むことを特徴とする方法。

9. 請求項 8記載の方法はさらに、記憶された前記各スピーカの位置が予め定められた各スピーカの相対的な位置関係に反すると判定したとき、アンプから各スピーカへの信号配線を切り替えて、スピーカの誤配置を補正する工程を有することを特徴とする方法。

1 0. 請求項 8記載の方法はさらに、記憶された前記各スピーカの位置に基づいて、各スピーカが予め定められた推奨位置にあるかのような音像定位を実現する工程を有することを特徴とする方法。

1 1 . 請求項 8記載の方法はさらに、

前記測定用信号に応じて前記測定用スピーカから放射された測定用音波を前記少なくとも二個のセンサが受信したときに受信通知を送信することを前記少なくとも二個の測定用スピーカの各々について行う工程と、前記測定用信号が発生した時刻と各センサから受信通知を受けた時刻との時間差を前記少なくとも二個の測定用スピーカの各々について測定する工程と、

前記測定された時間差に基づいて前記少なくとも二個のセンサと前記測定用スピー力との距離を前記少なくとも二個の測定用スピーカの各々について算出する工程と、前記少なくとも二個のセンサと前記測定用スピーカとの距離と、前記少なくとも二つのスピーカ間の距離とに基づいて、前記少なくとも二個のセンサの位置とこの少なくとも二個のセンサ間の距離を算出する工程とを含む。