(57)【要約】【課題】音量を指定するための構成が簡単な非接触型フェーダー装置を提供する。【解決手段】非接触型フェーダー装置１が、音波を送信する超音波送信部５と、反射板４に反射された前記音波を受信する超音波送信部５と、前記音波が超音波送信部５によって送信されてから超音波送信部５によって受信されるまでの時間に基づいて反射板４の位置を算出し、算出結果を出力する制御部７と、前記算出結果に基づいて音量を調整する音信号混合部１０と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
音波を送信する送信部と、
反射体に反射された前記音波を受信する受信部と、
前記音波が前記送信部によって送信されてから前記受信部によって受信されるまでの時間に基づいて前記反射体の位置を算出し、算出結果を出力する位置算出部と、
前記算出結果に基づいて音量を調整する音量調整部と、
を備えることを特徴とするフェーダー装置。
【請求項２】
参照用波形を記憶する記憶部を備え、
前記位置算出部は、前記参照用波形と、前記受信部が受信した前記音波の波形と、の相関に基づいて、前記音波が送信されてから受信されるまでの時間を計測することを特徴とする請求項１に記載のフェーダー装置。
【請求項３】
前記送信部と、前記受信部と、が隣接して、又は同一体として配置されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のフェーダー装置。
【請求項４】
前記反射体が、前記フェーダー装置の外部に備えられることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１つに記載のフェーダー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音量を調整する、フェーダー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の系統から取得した音信号を所定の音量比で混合して出力する（クロスフェード）手段を備えたフェーダー装置が国内外で普及している。図６は、従来の接触型フェーダー装置のブロック図である。従来の接触型フェーダー装置は、帯状電気抵抗器１００（例えば、カーボン皮膜等により５０ｋΩの電気抵抗値を有するものとする）と、グランド（ＧＮＤ）電位に保持された帯状電気抵抗器１０１（充分に小さい電気抵抗値を有するものとする）と、ユーザに摘まれて手動操作により直線的に移動（スライド）するフェーダーノブ（Ｆａｄｅｒ  Ｋｎｏｂ）１０２と、帯状電気抵抗器１００と帯状電気抵抗器１０１とフェーダーノブ１０２とを電気的に導通させる接触子１０５（充分に小さい電気抵抗値を有するものとする）と、音信号を出力する音源１０３と、音信号を出力する音源１０４と、を備える。ここで、接触子１０５は金属などの伝導体でありフェーダーノブ１０２と一体でスライドする。音源１０３の出力端子は、帯状電気抵抗器１００の第１の端と接続される。同様に、音源１０４の出力端子は、帯状電気抵抗器１００の第２の端と接続される。
【０００３】
音源１０３と音源１０４とから入力される音信号を混合して出力する場合、フェーダーノブ１０２すなわち接触子１０５の位置を示す距離「Ｅ」、距離「Ｆ」を用いて、音量比は、音源１０３の音量比＝Ｅ／（Ｅ＋Ｆ）、音源１０４の音量比＝Ｆ／（Ｅ＋Ｆ）と表される。例えば、フェーダーノブ１０２を完全に右端までスライド（Ｆ＝０）させると、音源１０４の出力端子の電位はグランド電位と等しくなるので、音源１０４の音量比は「０」となり、同時に音源１０３の音量比は「１」となる。このようにして、音源１０３と音源１０４とから入力される音信号は前述の音量比で混合され、出力部（不図示）から出力される。なお、これらの音量比を基にクロスフェードカーブ（音量比曲線）をさらに調整したフェーダー装置も存在する。
【０００４】
しかし、帯状電気抵抗器１００と、帯状電気抵抗器１０１と、スライドするフェーダーノブ１０２と、が接触子１０５を介して接しているため、接触子１０５が磨耗等により劣化し、フェーダーノブ１０２をスライドさせても音信号の音量比を正常に変化させることができない場合があった。また、フェーダーノブ１０２の接触子１０５に異物等が付着することで、帯状電気抵抗器１００と、帯状電気抵抗器１０１と、フェーダーノブ１０２と一体でスライドする接触子１０５と、に電気的な接触不良が発生し、出力音にいわゆるガリノイズが生じることがあった。
【０００５】
そこで、光学センサや磁気センサ等を用いて、非接触によりフェーダーノブを測位して音量を指定することで、フェーダーノブが接触子を備えない非接触型フェーダー装置が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２１５４１号公報
【特許文献２】特開平４−３３４２０３号公報
【特許文献３】特開２００１−１７４２５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、例えば特許文献１から特許文献３に示される従来の非接触型フェーダー装置は、非接触でフェーダーノブを測位するのでフェーダーノブの耐久性を向上させてはいるものの、音量を指定するための構成、すなわちフェーダーノブを測位するための多数の光学センサあるいは磁気センサ等を並べて配置する構成が複雑になるため製造が困難であるという問題があった。
【０００８】
本発明は、前記の諸点に鑑みてなされたものであり、音量を指定するための構成が簡単な非接触型フェーダー装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、音波を送信する送信部と、
反射体に反射された前記音波を受信する受信部と、前記音波が前記送信部によって送信されてから前記受信部によって受信されるまでの時間に基づいて前記反射体の位置を算出し、算出結果を出力する位置算出部と、前記算出結果に基づいて音量を調整する音量調整部と、を備えることを特徴とするフェーダー装置である。
【００１０】
また本発明は、参照用波形を記憶する記憶部を備え、前記位置算出部が、前記参照用波形と、前記受信部が受信した前記音波の波形と、の相関に基づいて、前記音波が送信されてから受信されるまでの時間を計測することを特徴とするフェーダー装置である。また本発明は、前記送信部と、前記受信部と、が隣接して、又は同一体として配置されることを特徴とするフェーダー装置である。また本発明は、前記反射体が、前記フェーダー装置の外部に備えられることを特徴とするフェーダー装置である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、非接触型フェーダー装置が、超音波を用いてフェーダーノブ等を測位するので、フェーダーノブに接触子を備えることが不要となり、フェーダーノブの耐久性が向上する。また、フェーダーノブ等の測位にマイクを用いることで、音量を指定するための構成が、多数のセンサを並べて配置する必要がなく簡単になるので、製造が容易で安価な非接触型フェーダー装置となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施の形態における非接触型フェーダー装置１のブロック図である。
【図２】本発明の一実施の形態における非接触型フェーダー装置１の動作シーケンス図である。
【図３】参照用波形と相関の高い波形を受信波形から検出する処理を説明する図である。
【図４】ｎの範囲（９サンプル分）について、平均化処理後の受信波形の量子化値と参照用波形の量子化値との差の絶対値（差分絶対値）と、その合計を示す図である。
【図５】本発明の一実施の形態における非接触型フェーダー装置７０のブロック図である。
【図６】従来の接触型フェーダー装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
[第１の実施の形態]
本発明の第１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、本発明の一実施の形態における非接触型フェーダー装置のブロック図である。非接触型フェーダー装置１は、ガイドレール２と、フェーダーノブ３と、反射板４（反射体）と、超音波送受信部５と、ＤＡ変換部６と、ＡＤ変換部９と、制御部７と、記憶部８と、音信号混合部１０と、出力部１３と、を備える。
【００１４】
ガイドレール２は溝穴等であり、フェーダーノブ３の移動方向をガイドレール２の長手方向に制限する。フェーダーノブ３は、ユーザに摘まれて手動操作によりガイドレール２の範囲内をガイドレール２の長手方向にのみ移動（スライド）する。反射板４は、超音波を反射するため、超音波送受信部５と正対する向きにフェーダーノブ３に備えられる。このため反射板４は、フェーダーノブ３と一体となってガイドレール２の範囲内をスライドする。
【００１５】
超音波送受信部５は、例えばＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）マイクであり、超音波を送信する送信手段（不図示）と、超音波を受信する受信手段（不図示）と、を備える。超音波送受信部５は、ガイドレール２の長手方向の一方の端に反射板４に正対する向きで配置される。ＤＡ変換部６から送信波形信号が入力された場合、超音波送受信部５は、入力された送信波形信号に応じて、超音波である送信波５０を反射板４に向けて送信する。図１に示す距離「Ａ」、距離「Ｂ」は、ガイドレール２の範囲内における反射板４の位置を表す。特に距離「Ａ」は、超音波送受信部５と反射板４との距離を表す。
【００１６】
ＤＡ変換部６からの送信波形信号入力が無い場合、超音波送受信部５は、反射板４に反射され折り返した超音波である受信波６０の受信を待つ。受信波６０を受信した場合、超音波送受信部５は、受信波６０に基づいた受信波形信号をＡＤ変換部９に出力する。
【００１７】
なお、超音波送受信部５が備える送信手段（不図示）と受信手段（不図示）とが物理的に分離されている場合、送信手段（不図示）と受信手段（不図示）とは互いに隣接して配置されるとしてもよい。この場合、送信手段（不図示）から受信手段（不図示）に反射板４を介さず直接受信された超音波（不要輻射）をＡＤ変換しないようにするために、送信手段（不図示）が送信波５０を送信している期間は、ＡＤ変換部９は受信波形信号をＡＤ変換しないようにしてもよい。
【００１８】
ＤＡ変換部６は、制御部７から送信波形信号出力指示を受け、指示に基づいてＤＡ変換した所定の波形の送信波形信号を超音波送受信部５に出力する。ＤＡ変換部６は、送信波形信号出力指示を受けると、１周期の送信波形信号を出力する。ＡＤ変換部９は、超音波送受信部５から入力された受信波形信号をＡＤ変換し、量子化された受信波形信号を制御部７に出力する。ここでＡＤ変換部９は、標本化定理（サンプリング定理）に基づき、受信波６０の周波数よりも高い周波数で受信波６０を標本化（アップサンプリング）し、量子化する。
【００１９】
制御部７は、所定の周期で所定の回数だけ送信波形信号の出力をＤＡ変換部６に指示する。制御部７は、ＡＤ変換部９から入力される複数の受信波形信号を平均化（アベレージング）することで、受信波形信号のノイズを低減する。例えば受信波形信号が計３回入力された場合、制御部７はそれぞれの受信波形信号を加算し、加算結果を「３」で割ることで受信波形信号を平均化する（受信波平均化処理）。なお、所定の周期と所定の回数は、反射板４の位置検出等の応答速度を考慮して決めてもよい。
【００２０】
制御部７は、入力されたＡＤ変換後の受信波形信号を記憶部８に出力し、記憶部８に記憶させる。また制御部７は、記憶部８から参照用波形を取得する。制御部７は、平均化処理後の受信波形の中から参照用波形と相関の高い波形を検出することで、超音波送受信部５が送信波５０を送信完了してから受信波６０を受信完了するまでの時間（以下、折り返し時間と称する）を算出する。算出方法の詳細については図２から図４で後述する。制御部７は、折り返し時間に比例する反射板４の位置から音量比を決定し、その音量比を示す音量データを音信号混合部１０に出力する。
【００２１】
音信号混合部１０は、非接触型フェーダー装置１の外部に備えられた音源１１と音源１２との２系統から入力される音信号を、音量データに基づいた音量比で混合（調整）し、混合（調整）後の音信号を出力部１３に出力する。なお音信号混合部１０は、音量データを基にクロスフェードカーブ（音量比曲線）をさらに調整した音量比で音信号を混合するとしてもよい。また音源からの音信号入力は、２系統に限られなくてもよい。なお、音源１１と音源１２から入力された音信号を混合する音信号混合部１０に代えて、１つの音源からの１系統の音信号を入力して、その音量を音量データに従って調整する音量調整部を備えるようにしてもよい。出力部１３は、入力された混合後の音信号を音に変換して出力する。
【００２２】
図２は、本発明の一実施の形態における非接触型フェーダー装置１の動作シーケンス図である。ここで例として、送信波５０（送信波形信号）は所定の周期で３回送信されるものとする。制御部７は、送信波形信号の出力をＤＡ変換部６に指示する。ＤＡ変換部６は、所定の波形の送信波形信号を超音波送受信部５に出力する。超音波送受信部５は、入力された送信波形信号に応じて、超音波である送信波５０を反射板４に向けて送信する。（ステップＳ１）。ここでＡＤ変換部９は、送信波５０が送信されている期間は不要輻射による受信波形信号をＡＤ変換しないようにしてもよい。
【００２３】
超音波送受信部５は、ＤＡ変換部６から送信波形信号が入力されなくなり、１周期の送信波５０を送信完了すると、受信波６０の受信を待つ。ここで超音波送受信部５は、折り返し時間「Ｔ１」で受信波６０の受信が完了したものとする。超音波送受信部５は、受信波６０に基づいた受信波形信号をＡＤ変換部９に出力する。ＡＤ変換部９は、入力された受信波形信号を前述のようにＡＤ変換し、量子化された受信波形信号を制御部７に出力する。制御部７は、量子化された受信波形信号を記憶部８に出力し、記憶させる（ステップＳ２）。
【００２４】
ステップＳ３からステップＳ４は、ステップＳ１からステップＳ２と同様に動作する。ここで超音波送受信部５は、折り返し時間「Ｔ２」で受信波６０の受信が完了したものとする（ステップＳ３からステップＳ４）。ステップＳ５からステップＳ６は、ステップＳ１からステップＳ２と同様に動作する。ここで超音波送受信部５は、折り返し時間「Ｔ３」で受信波６０の受信が完了したものとする（ステップＳ５からステップＳ６）。
【００２５】
制御部７は、ステップＳ２とステップＳ４とステップＳ６とにおいて量子化したそれぞれの受信波形信号を記憶部８から取得し、計３回の受信波形信号を加算した結果を「３」で割ることで受信波形信号を平均化する。制御部７は、平均化処理後の受信波形信号を記憶部８に出力し、記憶させる（ステップＳ７）。制御部７は、記憶部８から参照用波形を取得し、平均化処理後の受信波形の中から参照用波形と相関の高い波形を検出する（ステップＳ８）。
【００２６】
図３は、参照用波形と相関の高い波形を受信波形から検出する処理を説明する図である。図３（Ａ）は参照用波形、同図（Ｂ）は平均化処理後の受信波形である。ここで縦軸は量子化値を示し、横軸は量子化サンプル順を示す。ここで例えば、参照用波形は予め量子化されており、ｒｅｆ（ｋ）（ｋは、量子化サンプル順を示す０以上の整数）で表されるものとする。また平均化処理後の受信波形は、前述のように量子化され、ｍｅｍ（ｎ）（ｎは、量子化サンプル順を示す０以上の整数）で表されるものとする。ここで、超音波送受信部５が送信波５０を送信完了したタイミングからサンプリングを開始するものとする。また、参照用波形の１周期（ｋ＝０から４）は、受信波形ではｎの９サンプル分に相当するものとする。なお量子化サンプル数、すなわちｎの上限値、ｋの上限値は、これらの値に限られなくてよい。
【００２７】
図４に、平均化処理後の受信波形の量子化値と参照用波形の量子化値との差の絶対値（以下、差分絶対値と称する）と、その合計を示す。図３に示す波形の場合、ｍｅｍ（０）とｒｅｆ（ｋ）との差分絶対値を、ｋ＝０、１、２、３、４について計算すると、それぞれ「｜ｍｅｍ（０）−ｒｅｆ（０）｜＝０」「｜ｍｅｍ（０）−ｒｅｆ（１）｜＝２」「｜ｍｅｍ（０）−ｒｅｆ（２）｜＝０」「｜ｍｅｍ（０）−ｒｅｆ（３）｜＝２」「｜ｍｅｍ（０）−ｒｅｆ（４）｜＝０」となる（図４に示す表の上から１行目）。
【００２８】
次に、ｍｅｍ（１）とｒｅｆ（ｋ）との差分絶対値を、ｋ＝０、１、２、３、４について計算すると、それぞれ「０」「２」「０」「２」「０」となる（図４に示す表の上から２行目）。同様に、ｍｅｍ（２）からｍｅｍ（８）について差分絶対値を計算し、ｎ＝０から８までの９サンプル（図４に示す表の上から１行目から９行目）の差分絶対値を合計すると、差分絶対値の合計値は「３６」となる。また、ｎの範囲をシフトし、例えばｎ＝５から１３までの９サンプル（図４に示す表の上から１０行目から１８行目）の差分絶対値の合計値は「４８」となる。同様に、例えばｎ＝９から１７までの９サンプル（図４に示す表の上から１９行目から２７行目）の差分絶対値の合計値は「６０」となる。
【００２９】
図３の波形と図４の「差分絶対値の合計」が示すように、差分絶対値の合計が最大（「６０」）を示したｎの範囲（ｎ＝９から１７）に、参照用波形と波形相関の高い波形が存在することが判る。このように制御部７は、差分絶対値の合計が最大となる範囲を検出し、その検出結果に基づいて折り返し時間「Ｔ」（「ｍｅｍ（１７）の横軸位置」−「ｍｅｍ（０）の横軸位置」）を算出する（ステップＳ８）。なお、ステップＳ８に示す相関波形検出処理は、前述の手順に限らなくてもよい。例えば、差分相関でなく相互相関に基づいて相関波形を検出するとしてもよい。
【００３０】
制御部７は、ステップＳ８で算出した折り返し時間「Ｔ」に基づいて、「図１の距離「Ａ」＝（音速×Ｔ）／２」の関係から、反射板４の位置（距離「Ａ」）を算出する（ステップＳ９）。制御部７は、反射板４の位置（距離「Ａ」）に基づいて、音源１１の音量比を例えば（Ａ／Ａ＋Ｂ）のように決定し、音量データとして音信号混合部１０に出力する。音信号混合部１０は、非接触型フェーダー装置１の外部に備えられた音源１１と音源１２との２系統から入力される音信号を、音量データに基づいた音量比で混合し、混合後の音信号を出力部１３に出力する（ステップＳ１０）。
【００３１】
[第２の実施の形態]
本発明の第２の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図５は、本発明の一実施の形態における非接触型フェーダー装置のブロック図である。非接触型フェーダー装置７０は、超音波送受信部５と、ＤＡ変換部６と、ＡＤ変換部９と、記憶部８と、音信号混合部１０と、出力部１３と、制御部１４と、表示部３０と、測位範囲マーカー４０と、を備える。
【００３２】
測位範囲マーカー４０は、例えば非接触型フェーダー装置７０に貼られた帯状の粘着シール等であって、超音波送受信部５から送信される送信波５０により測位される範囲をユーザに示すマーカーであり、図１のガイドレール２に対応する位置に設けられているユーザの指２４（反射体）は、図１のフェーダーノブ３と反射板４に対応する。
【００３３】
ユーザは、ユーザの指２４で測位範囲マーカー４０に触れることができ、さらにユーザの指２４を測位範囲マーカー４０から離すこともできる。なお、ユーザの指２４は必ずしも測位範囲マーカー４０に触れる必要はなく、音量比を変更する場合に受信波６０が受信されるよう超音波送受信部５に正対する位置で、かつ測位範囲マーカー４０に示される範囲にユーザの指２４があればよい。また、ユーザの指２４に音波を反射する反射板等を装着してもよい。
【００３４】
制御部１４は、図１の制御部７と同様に動作する。さらに制御部１４は、図２のステップＳ８において、算出した折り返し時間「Ｔ」に基づいて、「図５の距離「Ｃ」＝（音速×Ｔ）／２」の関係から、ユーザの指２４の位置（距離「Ｃ」）を算出する。制御部１４は、算出した距離「Ｃ」に対応する位置に配置された発光部３１から３４のいずれか１つを選択し、選択した発光部を示す識別子を、発光部３０に通知する。なお、ユーザの指２４が測位範囲マーカー４０から離れた等の理由により、制御部１４が受信波形信号をＡＤ変換部９から受信することができなくなった場合、制御部１４は、距離「Ｃ」を前値ホールドし、選択した発光部を示す識別子を発光部３０に通知する、としてもよい。
【００３５】
表示部３０は、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などの発光部３１から３４を備える。表示部３０は、制御部１４から発光部を示す識別子を受信し、発光部を示す識別子に対応する発光部３１から３４のいずれか１つを発光させることにより、測位範囲マーカー４０に触れているユーザの指２４の位置をユーザに通知する。図５に、ユーザの指２４の位置に対応する発光部３３のみが発光している状態を示す。図５に示すその他のブロックは、図１と同様に動作する。
【００３６】
以上、本発明の実施の形態により、非接触型フェーダー装置が、音波を用いてフェーダーノブあるいはユーザの指を測位するので、フェーダーノブに接触子を備えることが不要となり、フェーダーノブの耐久性が向上する。また、フェーダーノブあるいはユーザの指の測位にマイクを用いる構成であるため、多数のセンサを並べて配置する必要がなく、音量を指定するための構成が簡単になるので、製造が容易で安価な非接触型フェーダー装置となる。
【００３７】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【００３８】
また、本発明に記載のフェーダーノブは、フェーダーノブ３に対応し、反射体は、反射板４と、ユーザの指２４と、に対応し、送信部は、超音波送受信部５と、ＤＡ変換部６に対応し、受信部は、超音波送受信部５と、ＡＤ変換部９と、に対応し、位置算出部は、制御部７と、制御部１４と、に対応し、音量調整部は、音信号混合部１０に対応し、記憶部は、記憶部８に対応する。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、音量を調整する、フェーダー装置に好適である。
【符号の説明】
【００４０】
１…非接触型フェーダー装置  ２…ガイドレール  ３…フェーダーノブ  ４…反射板  ５…超音波送受信部  ６…ＤＡ変換部  ７…制御部  ８…記憶部  ９…ＡＤ変換部  １０…音信号混合部  １１…音源  １２…音源  １３…出力部  １４…制御部  ２４…ユーザの指  ３０…表示部  ３１…発光部  ３２…発光部  ３３…発光部  ３４…発光部  ４０…測位範囲マーカー  ５０…送信波  ６０…受信波  ７０…非接触型フェーダー装置  １００…帯状電気抵抗器  １０１…帯状電気抵抗器  １０２…フェーダーノブ  １０３…音源  １０４…音源  １０５…接触子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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