(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
三次元物体の映像を生成し音源データを基にして前記三次元物体の音を生成するパソコン部と、前記映像を表示するディスプレイ部と、前記パソコン部が生成した音を出力するスピーカ部と、前記スピーカ部から出力される音を聴いている人の位置における音の強度を測定し前記スピーカ部との距離・角度を算出するセンサ部と、前記センサ部からの情報を基に前記聴いている人に対して最適な音の周波数帯域−強度（前記聴いている人の左右の耳への時間差を考慮した強度）を求める処理を行う演算装置部と、前記演算装置部の処理結果に当てはまる予め格納してある音の周波数帯域データと強度−周波数特性データを選択し前記音源データとして前記パソコン部へ送出する分類装置部とを備えることを特徴とする自動音源調整回路。
【請求項２】
三次元物体の映像を生成し音源データを基にして前記三次元物体の音を生成するパソコン部と、前記映像を表示するディスプレイ部と、前記パソコン部が生成した音を出力するスピーカ部と、前記スピーカ部から出力される音を聴いている人の位置における音の強度を測定し前記スピーカ部との距離・角度を算出するセンサ部と、前記センサ部からの情報を基に前記聴いている人に対して最適な音の周波数帯域−強度（前記聴いている人の左右の耳への時間差を考慮した強度）を求める処理を行う演算装置部と、前記演算装置部の処理結果に当てはまる予め格納してある音の周波数帯域データと強度−周波数特性データを選択し前記音源データとして前記パソコン部へ送出する分類装置部とを備え、前記音源データを基に前記パソコン部が生成した音を前記スピーカ部から出力することにより、前記スピーカ部から出力される音を聴いている人が前記スピーカ部の中心位置からずれた場所に位置する場合でも最適な音を前記スピーカ部から出力することを特徴とする自動音源調整回路。
【請求項３】
前記スピーカ部の中心位置からずれた場所に位置して前記スピーカ部から出力される音を聴いている人の近傍に前記センサ部を取り付け、前記センサ部の算出結果を平均することで、前記聴いている人を移動させることなく、最適な音を前記スピーカ部から出力することを特徴とする請求項１、２記載の自動音源調整回路。
【請求項４】
前記スピーカ部から出力される音を聴いている複数の人が前記スピーカ部の中心位置からずれた場所に位置する場合は、前記スピーカ部の中心位置からのずれを平均することで最適な音を前記スピーカ部から出力することを特徴とする請求項１、２記載の自動音源調整回路。
【請求項５】
前記スピーカ部から事前に非可聴周波数帯域の音を出力し前記スピーカ部から出力された音の強度を前記センサ部で測定し、測定した前記音の強度を基に前記スピーカ部からの距離及び角度を算出することによって前記聴いている人の位置を測定し、前記聴いている人が前記スピーカ部の中心位置からずれた場所に位置する場合でも最適な音を前記スピーカ部から出力することを特徴とする請求項１、２記載の自動音源調整回路。
【請求項６】
前記スピーカ部から出力する音の時間差を調整し、前記スピーカ部から出力される音を聴いている人が前記スピーカ部の中心位置からずれた場所に位置する場合でも最適な音を前記スピーカ部から出力することを特徴とする請求項１、２記載の自動音源調整回路。
【請求項７】
三次元物体の映像を生成し音源データを基にして前記三次元物体の音を生成するパソコン部と、前記映像を表示するディスプレイ部と、前記パソコン部が生成した音を出力するスピーカ部と、前記スピーカ部から出力される音を聴いている人の位置における音の強度を測定し前記スピーカ部との距離・角度を算出するセンサ部と、前記センサ部からの情報を基に前記聴いている人に対して最適な音の周波数帯域、強度を求める処理を行う演算装置部と、前記演算装置部の処理結果に当てはまる予め格納してある音の周波数帯域データと強度−周波数特性データを選択し前記音源データとして前記パソコン部へ送出する分類装置部とを備え、前記スピーカ部からの出力を停止した状態で前記センサ部によって音の強度のデータを得ることで前記センサ部が設置された空間の雑音の強度を判明させて、前記雑音の強度を前記パソコン部へ送出することにより前記スピーカ部から出力される音の強度を前記空間に適した強度で出力することを特徴とする自動音源調整回路。
【請求項８】
前記分類装置部の周波数帯域データを複数準備し、この複数の周波数帯域データに対しそれぞれ複数の強度−周波数特性データが格納されていることを特徴とする請求項１、２、７記載の自動音源調整回路。
【請求項９】
前記分類装置部の周波数帯域データと強度−周波数特性データを前記映像に対応させて更新することを特徴とする請求項１、２、７記載の自動音源調整回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動音源調整回路に関し、特にコンピュータ装置、その他の音響装置における自動音源調整回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２は、この発明による自動音源調整回路の原理を説明する概略図であり、この図２を用いて従来の技術を説明する。
【０００３】
従来、パソコン部１がディスプレイ部６に表示する三次元物体８の音を三次元的に表現する場合は、例えばディスプレイ部６上に表示されている三次元物体８が右から左へ移動した場合、右スピーカ部２１と左スピーカ部２２からは、三次元物体８の移動に合わせて、右スピーカ部２１からは三次元物体８が聴いている人７に近づく音の特性（図２（１））、左スピーカ部２２からは三次元物体８が聴いている人から遠のく音の特性（図２（２））を備えた音が出力される。また、この時の右スピーカ部２１と左スピーカ部２２から出力される音の強度は、聴いている人７の左右の耳への時間差を考慮して出力している。
【０００４】
この手法により、右スピーカ部２１と左スピーカ部２２からの音を聴いている人７は、スピーカ部２の中心位置にいる場合のみ、三次元物体８が右（三次元物体８１）から左（三次元物体８２）へ移動した音が最適な状態で聴き取れ、あたかも三次元物体８が右から左へ移動したかのように認識することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術の問題点は、パソコン部１により三次元の音を再現する場合、聴いている人７の位置がスピーカ部２の中心位置からずれた場所に位置している場合は満足に聴き取れない事である。その理由は、聴いている人７がスピーカ部２（右スピーカ部２１と左スピーカ部２２）の中心位置にいる場合は三次元の音は正確に聴き取れるが、位置している場所がスピーカ部２の中心位置からずれた場合、スピーカ部２からの音が両耳に到達する時間差及び強度差が変動し均等でなくなるため、スピーカ部２の中央位置に位置している時と比べて満足な音が聴き取れないためである。
【０００６】
従って、聴いている人７の位置がスピーカ部２の中心位置からずれた場合でも時間差や強度差等を均等にして三次元の音を再現することが課題である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係わる自動音源調整回路は、三次元物体の映像を生成し音源データを基にして前記三次元物体の音を生成するパソコン部と、前記映像を表示するディスプレイ部と、前記パソコン部が生成した音を出力するスピーカ部と、前記スピーカ部から出力される音を聴いている人の位置における音の強度を測定し前記スピーカ部との距離・角度を算出するセンサ部と、前記センサ部からの情報を基に前記聴いている人に対して最適な音の周波数帯域−強度（前記聴いている人の左右の耳への時間差を考慮した強度）を求める処理を行う演算装置部と、前記演算装置部の処理結果に当てはまる予め格納してある音の周波数帯域データと強度−周波数特性データを選択し前記音源データとして前記パソコン部へ送出する分類装置部とを備えることを特徴とする。
【０００８】
また、この発明の請求項２に係わる自動音源調整回路は、三次元物体の映像を生成し音源データを基にして前記三次元物体の音を生成するパソコン部と、前記映像を表示するディスプレイ部と、前記パソコン部が生成した音を出力するスピーカ部と、前記スピーカ部から出力される音を聴いている人の位置における音の強度を測定し前記スピーカ部との距離・角度を算出するセンサ部と、前記センサ部からの情報を基に前記聴いている人に対して最適な音の周波数帯域−強度（前記聴いている人の左右の耳への時間差を考慮した強度）を求める処理を行う演算装置部と、前記演算装置部の処理結果に当てはまる予め格納してある音の周波数帯域データと強度−周波数特性データを選択し前記音源データとして前記パソコン部へ送出する分類装置部とを備え、前記音源データを基に前記パソコン部が生成した音を前記スピーカ部から出力することにより、前記スピーカ部から出力される音を聴いている人が前記スピーカ部の中心位置からずれた場所に位置する場合でも最適な音を前記スピーカ部から出力することを特徴とする。
【０００９】
さらに、この発明の請求項３に係わる自動音源調整回路は、前記請求項１、２記載の前記スピーカ部の中心位置からずれた場所に位置して前記スピーカ部から出力される音を聴いている人の近傍に前記センサ部を取り付け、前記センサ部の算出結果を平均することで、前記聴いている人を移動させることなく、最適な音を前記スピーカ部から出力することを特徴とする。
【００１０】
さらに、この発明の請求項４に係わる自動音源調整回路は、前記請求項１、２記載の前記スピーカ部から出力される音を聴いている複数の人が前記スピーカ部の中心位置からずれた場所に位置する場合は、前記スピーカ部の中心位置からのずれを平均することで最適な音を前記スピーカ部から出力することを特徴とする。
【００１１】
さらに、この発明の請求項５に係わる自動音源調整回路は、前記請求項１、２記載の前記スピーカ部から事前に非可聴周波数帯域の音を出力し前記スピーカ部から出力された音の強度を前記センサ部で測定し、測定した前記音の強度を基に前記スピーカ部からの距離及び角度を算出することによって前記聴いている人の位置を測定し、前記聴いている人が前記スピーカ部の中心位置からずれた場所に位置する場合でも最適な音を前記スピーカ部から出力することを特徴とする。
【００１２】
さらに、この発明の請求項６に係わる自動音源調整回路は、前記請求項１、２記載の前記スピーカ部から出力する音の時間差を調整し、前記スピーカ部から出力される音を聴いている人が前記スピーカ部の中心位置からずれた場所に位置する場合でも最適な音を前記スピーカ部から出力することを特徴とする。
【００１３】
さらに、この発明の請求項７に係わる自動音源調整回路は、三次元物体の映像を生成し音源データを基にして前記三次元物体の音を生成するパソコン部と、前記映像を表示するディスプレイ部と、前記パソコン部が生成した音を出力するスピーカ部と、前記スピーカ部から出力される音を聴いている人の位置における音の強度を測定し前記スピーカ部との距離・角度を算出するセンサ部と、前記センサ部からの情報を基に前記聴いている人に対して最適な音の周波数帯域、強度を求める処理を行う演算装置部と、前記演算装置部の処理結果に当てはまる予め格納してある音の周波数帯域データと強度−周波数特性データを選択し前記音源データとして前記パソコン部へ送出する分類装置部とを備え、前記スピーカ部からの出力を停止した状態で前記センサ部によって音の強度のデータを得ることで前記センサ部が設置された空間の雑音の強度を判明させて、前記雑音の強度を前記パソコン部へ送出することにより前記スピーカ部から出力される音の強度を前記空間に適した強度で出力することを特徴とする。
【００１４】
さらに、この発明の請求項８に係わる自動音源調整回路は、前記請求項１、２、７記載の前記分類装置部の周波数帯域データを複数準備し、この複数の周波数帯域データに対しそれぞれ複数の強度−周波数特性データが格納されていることを特徴とする。
【００１５】
さらに、この発明の請求項９に係わる自動音源調整回路は、前記請求項１、２、７記載の前記分類装置部の周波数帯域データと強度−周波数特性データを前記映像に対応させて更新することを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明による自動音源調整回路の実施の形態の構成を示すブロック図である。図１を参照してこの発明の実施の形態の構成について説明する。
【００１７】
三次元物体８の映像を生成し、音源データを基にして三次元物体８の音を生成するパソコン部１と、パソコン部１が生成した映像を表示するディスプレイ部６と、パソコン部１が生成した音を出力する右スピーカ部２１と左スピーカ部２２とを含むスピーカ部２と、スピーカ部２から出力された音の強度を算出し、スピーカ部２からの距離及び角度を算出するセンサ部３と、センサ部３にて得た位置情報（距離及び角度）を基に最適に聴き取るために出力する音の周波数帯域−強度特性を算出する演算装置部４と、演算装置部４にて得た算出結果を基に予め格納してある周波数帯域データと強度−周波数特性データを選択して音源データとしてパソコン１へ送出する分類装置部５とを含んで構成される。
【００１８】
次に、実施の形態の動作について、図を参照して説明をする。図２は、この発明による自動音源調整回路の原理を説明する概略図であり、図３と図４は、この発明による自動音源調整回路の動作を補足説明する概略図である。
【００１９】
パソコン部１において三次元物体８の映像を生成し、この映像がディスプレイ部６上に表示される。同時に、パソコン部１は音源データを基にして三次元物体８の音を生成し、スピーカ部２に送出する。ディスプレイ部６上に表示されている三次元物体８が右（三次元物体８１）から左（三次元物体８２）へ移動する場合、三次元物体８の移動に合わせて、右スピーカ部２１からは三次元物体８が聴いている人７に近づく音の特性（図２（１））を出力し、左スピーカ部２２からは三次元物体８が聴いている人７から遠のく音の特性（図２（２））を出力する。
【００２０】
この時の右スピーカ部２１と左スピーカ部２２から出力される音の強度は、聴いている人７の左右の耳への時間差を考慮して出力している。
【００２１】
これらの手法により、スピーカ部２（右スピーカ部２１と左スピーカ部２２）からの音を聴いている人７は、三次元物体８が、右（三次元物体８１）から左（三次元物体８２）へあたかも移動したかのような音が聴き取れる。
【００２２】
この時、上から見た場合における、聴いている人７の位置とスピーカ部２との距離をＲ、角度をθとする場合、右スピーカ部２１、左スピーカ部２２の角度が同じθの場合、満足に聴き取ることが出来る。この位置をスピーカ部２の中心位置とする（図３）。
【００２３】
ここで、聴いている人７がスピーカ部２の中心位置から左に距離Ｋだけずれている場合を想定する（図４）。
【００２４】
聴いている人７の位置に、右スピーカ部２１と左スピーカ部２２から出力される音の強度を算出する機能と右スピーカ部２１と左スピーカ部２２からの距離及び角度を算出する機能とを備えたセンサ部３を取り付ける。センサ部３が、右スピーカ部２１と左スピーカ部２２から出力される音の強度を算出することにより、聴いている人が右スピーカ部２１と左スピーカ部２２の中心位置からどれ位ずれているかが分かる。センサ部３の位置情報（距離及び角度）より、ずれている状態での左スピーカ部２２との距離Ｒ１及び角度θ１、右スピーカ部２１との距離Ｒ２及び角度θ２が算出される。
【００２５】
センサ部３にて算出した距離Ｒ１、Ｒ２、角度θ１、θ２の位置情報を演算装置部４へ送出する。演算装置部４に角度θ１、θ２が送出されることにより、聴いている人７がスピーカ部２の中心位置とずれている角度が判明する（図４）。また、演算装置部４に距離Ｒ１、Ｒ２、角度θ１、θ２が送出されることにより、聴いている人７の左右の耳に聴こえる音の時間差が判明する。これにより、聴いている人７が最適に聴き取るために出力する左スピーカ部２２用の音の周波数帯域Ａ１（Ｈｚ）、強度Ａ（ｄＢ）及び右スピーカ部２１用の音の周波数帯域Ｂ１（Ｈｚ）、強度Ｂ（ｄＢ）の周波数帯域−強度特性が算出され、演算装置部４はこの周波数帯域−強度特性を分類装置部５へ送出する。
【００２６】
分類装置部５において、予め格納してある周波数帯域データと強度−周波数特性データからこの条件（演算装置４から送出されるの音の周波数帯域−強度特性）に当てはまる周波数帯域データと強度−周波数特性データを選択し、これを音源データとしてパソコン部１へ送出する。この音源データを基に、パソコン部１は音を生成しスピーカ部２へ生成した音を送出する。
【００２７】
分類装置部５に予め格納されている周波数帯域データと強度−周波数特性データは、例えば図５に示すようにｍ（ｍは正の整数）個の周波数帯域データ（ＢＷ１〜ＢＷｍ）と、周波数帯域データに対しそれぞれｎ（ｎは正の整数）個の強度−周波数特性データ（Ｐ１１〜Ｐ１ｎ、Ｐ２１〜Ｐ２ｎ、・・・、Ｐｍ１〜Ｐｍｎ）として準備することも可能である。また、例えばこの周波数帯域データと強度−周波数特性データは、必要に応じて映像や三次元物体８の種類に対応して更新することも可能である。
【００２８】
これとは別に、パソコン部１は三次元物体８の映像を常時ディスプレイ部６へ送出する。
【００２９】
上記過程により、聴いている人７のいる位置がスピーカ部２の中心位置からずれても、ディスプレイ部６に表示されている三次元物体８が右から左へ移動する際に、右スピーカ部２１と左スピーカ部２２から出力される音が満足に聴き取れることとなる。
【００３０】
これまでの説明では、聴いている人７がスピーカ部２の中心位置からずれた場所に位置しており、センサ部３を取り付けるために聴いている人７が一時的に移動することを前提にしている。しかし、聴いている人７が一時的に移動することなくセンサ部３が音の強度を算出し、スピーカ部２との距離と角度を算出することも可能である。聴いている人７の近傍（前後左右など）にセンサ部３を取り付け、算出結果を平均することで、等価的に聴いている人７の位置における距離と角度等を求めることができる。
【００３１】
次に、聴いている人７が一人でなく、二人以上複数の場合について述べる。聴いている人７が複数の場合は、複数の聴いている人７が等しく満足して音を聴く必要がある。そのため、例えばスピーカ部２の中心位置からの「ずれ」の平均値を用いて、位置情報を算出することも可能である。
【００３２】
さらに、人の非可聴周波数帯域に設定したテスト音を出力することにより、スピーカ２が出力する音を聴いている人の位置測定が事前に可能となるとともに、違和感の無い音を用いた視聴が可能となる。
【００３３】
この発明は、パソコン部１から送出されるディスプレイ部６上の三次元物体８が移動する音の生成方法に関する発明であるが、センサ部３からの情報によりスピーカ部２から出力される音の微調整を行うという機能は、その他の分野に対して適用可能である。センサ部３により得られた音の強度データを得ることにより、センサ部３の設置されている空間の雑音の強度が判明し、その情報をパソコン部１へ送ることによりスピーカ部２から出力される音の強度を空間に適した強度で出力する方法への適用が可能である。例えば、スピーカ部２からの出力を停止した状態でセンサ部３により音の強度データを得ることでこの雑音の強度が判明する。
【００３４】
【発明の効果】
この発明の効果は、聴いている人の位置がスピーカ部からの中心位置からずれても、右スピーカ部と左スピーカ部からはディスプレイ部上の三次元物体の移動に合わせた音が満足に聴き取れることである。
【００３５】
その理由は、従来は聴いている人が右スピーカ部と左スピーカ部からの中心位置にいれば、ディスプレイ部上の三次元物体の移動に合わせた音が聴き取れるが、スピーカ部からの中心位置からずれると、両耳へ音が伝達する時間差及び強度のずれが発生し、ディスプレイ部上の物体の移動する音は聴いている人がスピーカ部からの中心位置にいた時と比べて満足に聴き取ることが出来ないためである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による自動音源調整回路の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明による自動音源調整回路の原理を説明する概略図である。
【図３】この発明による自動音源調整回路の動作を補足説明する概略図である。
【図４】この発明による自動音源調整回路の動作を補足説明する概略図である。
【図５】この発明による自動音源調整回路の音の周波数帯域データ、強度−周波数特性データの一例である。
【符号の説明】
１    パソコン部
２    スピーカ部
２１    右スピーカ部
２２    左スピーカ部
３    センサ部
４    演算装置部
５    分類装置部
６    ディスプレイ部
７    聴いている人
８、８１、８２    三次元物体
【図１】
0003613110.tif 000002
【図２】
0003613110.tif 000003
【図３】
0003613110.tif 000004
【図４】
0003613110.tif 000005
【図５】
0003613110.tif 000006