(57)【要約】【課題】  オーディオ再生中でも到達時間の調整を行う。  【解決手段】  右チャンネルのスピーカ１１に供給されるオーディオ信号に周波数ｆ１の超音波信号５が重畳され、左チャンネルのスピーカ１２に供給されるオーディオ信号に周波数ｆ２の超音波信号６が重畳される。聴取位置にマイクロホン１３が設けられ、タイムアライメント時間算出回路１４において、各チャンネルについてスピーカから放射されてマイクロホン１３に到達するまでの到達時間が求められる。タイムアライメント制御ブロック１５では、各チャンネルの到達時間の差が求められる。制御部１５は、到達時間の差をなくすように、可変遅延回路３および４の遅延時間を制御する。【選択図】  図２
2005151422.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２チャンネルのオーディオ信号を再生するオーディオ再生装置において、
各チャンネルのオーディオ信号に対して超音波信号を重畳する加算手段と、
各チャンネルのオーディオ信号をそれぞれ遅延させる可変遅延手段と、
上記超音波信号が重畳されると共に、上記可変遅延手段で遅延時間が制御された上記各チャンネルのオーディオ信号がそれぞれ供給される少なくとも２個のスピーカと、
聴取位置に設けられ、上記スピーカからの音波を電気的な再生信号に変換するマイクロホンと、
上記スピーカのそれぞれから上記マイクロホンに到達するまでの到達時間の差を検出し、上記到達時間の差を打ち消すように、上記可変遅延手段の遅延時間を制御する制御手段とからなるオーディオ再生装置。
【請求項２】
請求項１において、
上記超音波信号は、各チャンネルで互いに異なる周波数の信号であるオーディオ再生装置。
【請求項３】
請求項１において、
上記超音波信号は、同一の周波数の信号であって、時分割で各チャンネルに対して重畳されるオーディオ再生装置。
【請求項４】
請求項１において、
上記制御手段は、上記超音波信号の開始時間と、上記マイクロホンにおける上記超音波信号の検知時間との差を、上記到達時間として求めるオーディオ再生装置。
【請求項５】
少なくとも２チャンネルのオーディオ信号を再生するオーディオ再生装置における到達時間調整方法において、
各チャンネルのオーディオ信号に対して超音波信号を重畳する加算ステップと、
各チャンネルのオーディオ信号をそれぞれ遅延させる遅延ステップと、
上記超音波信号が重畳されると共に、上記可変遅延手段で遅延時間が制御された上記各チャンネルのオーディオ信号をそれぞれスピーカで再生する再生ステップと、
聴取位置に設けられたマイクロホンによって、上記スピーカからの音波を電気的な再生信号に変換する信号検知ステップと、
上記スピーカのそれぞれから上記マイクロホンに到達するまでの到達時間の差を検出し、上記到達時間の差を打ち消すように、上記可変遅延手段の遅延時間を制御する制御ステップとを有する到達時間調整方法。
【請求項６】
請求項５において、
上記超音波信号は、各チャンネルで互いに異なる周波数の信号である到達時間調整方法。
【請求項７】
請求項５において、
上記超音波信号は、同一の周波数の信号であって、時分割で各チャンネルに対して重畳される到達時間調整方法。
【請求項８】
請求項５において、
上記制御ステップでは、上記超音波信号の開始時間と、上記マイクロホンにおける上記超音波信号の検知時間との差を、上記到達時間として求める到達時間調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、超音波を用いて聴取位置に応じて常に到達時間を最適に設定できるオーディオ再生装置および到達時間調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、オ一ディオ装置のスピーカが２つの場合、オーディオの最適聴取位置は、２つのスピーカから等距離の位置、即ち２つのスピーカを結ぶ直線を底辺とする二等辺三角形の頂点の位置とするのが理想とされる。
【０００３】
しかしながら、オーディオ再生装置において、オーディオ信号を出力するスピーカは、常にオーディオのリスナーから適切な距離に設定されているわけではなく、オーディオ機器が設置された環境により様々に変化する。その結果、左右の音量のバランスがくずれたり、左右のスピーカからの音波の到達時間に差が生じる。到達時間の差は、定位感を悪化させる。従来では、聴取位置に応じて各スピーカに関する到達時間または音量調整を自動的になされるオーディオ再生装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３３１９９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の聴取位置の自動調整システムは、可聴帯域のテスト信号が使用され、オーディオ再生を行う前の準備として、テスト信号を再生して自動調整を行うものである。しかしながら、自動調整後もリスナーのちょっとした移動や頭の位置の変化により、調整された各スピーカからの距離が最適ポイントからずれてしまい、常に最適なポイントを維持することができないシステムであった。聴取位置を変えた場合には、音楽の再生などを中断し、再度テスト信号を再生して調整をやり直す必要があった。
【０００６】
従って、この発明の目的は、オーディオ信号の再生中であっても、聴取位置に応じて到達時間を最適に設定できるオーディオ再生装置および到達時間調整方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するために、この発明は、少なくとも２チャンネルのオーディオ信号を再生するオーディオ再生装置において、
各チャンネルのオーディオ信号に対して超音波信号を重畳する加算手段と、
各チャンネルのオーディオ信号をそれぞれ遅延させる可変遅延手段と、
超音波信号が重畳されると共に、可変遅延手段で遅延時間が制御された各チャンネルのオーディオ信号がそれぞれ供給される少なくとも２個のスピーカと、
聴取位置に設けられ、スピーカからの音波を電気的な再生信号に変換するマイクロホンと、
スピーカのそれぞれからマイクロホンに到達するまでの到達時間の差を検出し、到達時間の差を打ち消すように、可変遅延手段の遅延時間を制御する制御手段とからなるオーディオ再生装置である。
【０００８】
この発明は、少なくとも２チャンネルのオーディオ信号を再生するオーディオ再生装置における到達時間調整方法において、
各チャンネルのオーディオ信号に対して超音波信号を重畳する加算ステップと、
各チャンネルのオーディオ信号をそれぞれ遅延させる遅延ステップと、
超音波信号が重畳されると共に、可変遅延手段で遅延時間が制御された各チャンネルのオーディオ信号をそれぞれスピーカで再生する再生ステップと、
聴取位置に設けられたマイクロホンによって、スピーカからの音波を電気的な再生信号に変換する信号検知ステップと、
スピーカのそれぞれからマイクロホンに到達するまでの到達時間の差を検出し、到達時間の差を打ち消すように、可変遅延手段の遅延時間を制御する制御ステップとを有する到達時間調整方法である。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、オーディオ信号の再生中にも、聴取位置の移動に合わせて、オーディオ信号の到達時間を常に最適なものに調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、左右チャンネルの音波の到達時間の差を補正するようにしたこの発明の一実施形態について説明する。到達時間の調整をタイムアライメントと称する。この発明の一実施形態では、オーディオ再生時に、スピーカよりオーディオ信号と調整用の超音波が放射される。図１は、調整用超音波を付加したオーディオ信号の信号スペクトラムを示す。縦軸が出カレベルであり、横軸が周波数（単位はｋHz）である。図１中の破線は、周波数２０ｋHzを示す。
【００１１】
一般に、人間が聴覚を通じて聞き取ることができる帯域（可聴帯域）の周波数は２０Hzから２０ｋHzといわれている。これより高い周波数、即ち２０kHz 以上の周波数帯は人間は音として感じることはできず、超音波と呼ばれる。
【００１２】
図１において２０ｋHz以下（図１において破線より左側部分）に、オーディオ信号の信号スペクトラムが示されている。またｆ１、ｆ２はこの発明の一実施形態に使用される超音波信号の周波数を示す。この一実施形態では、超音波信号の周波数の一例としてｆ１を２５ｋHzとし、ｆ２を３０ｋHzとするが、これらの周波数に限定されるものではない。
【００１３】
図２における参照符号１は、この発明によるオーディオ再生システムの全体を示す。この発明に使用されるオーディオ再生装置は、テープレコーダ、コンパクトディスク（ＣＤ、登録商標）等を再生するオーディオ再生装置である。この一実施形態では、オーディオ信号再生装置は、例えばＣＤプレーヤである。
【００１４】
参照符号２がオーディオ信号再生部を示す。オーディオ信号再生部２では、次のような信号処理が行われる。オーディオ信号再生部２に備えられる光ピックアップによりＣＤのピットの有無が検出され、ＲＦ信号が生成される。生成されたＲＦ信号はＥＦＭ(eight to fourteen modulation)復調され、ＣＩＲＣ(cross interleave Reed-Solomon code)によるエラー訂正の処理を受けた後、Ｄ／Ａ(Digital to Analog）変換される。Ｄ／Ａ変換で得られたアナログオーディオ信号が左右のチャンネルの可変遅延回路３および可変遅延回路４に供給される。
【００１５】
加算回路７では、可変遅延回路３から出力された信号に対して、周波数ｆ１の超音波信号５が重畳される。超音波信号５は、例えば所定の時間継続した後、所定の時間消失するような断続的に発生する。超音波信号５が重畳されたオーディオ信号がオーディオアンプ等で構成されている出力回路９に供給され、右チャンネル（以下、ＲＣＨと適宜称する。）のスピーカ１１に供給される。スピーカ１１よりオーディオ信号と超音波信号５がオーディオ信号再生時に同時に出力される。また、オーディオ信号に対して重畳された断続する超音波信号５の各信号の開始時間をＴ1Rとする。Ｔ1Rがタイムアライメント時間算出回路１４に供給される。
【００１６】
一方、オーディオ信号再生部２より可変遅延回路４に供給されたオーディオ信号に対しても同様の処理がなされる。即ち、可変遅延回路４から出力されたオーディオ信号に対して、加算回路８において周波数ｆ２の断続的な超音波信号６が重畳される。超音波信号６が重畳されたオーディオ信号がオーディオアンプ等で構成されている出力回路１０を経由して、左チャンネル（以下、ＬＣＨと称する。）のスピーカ１２に供給される。スピーカ１２よりオーディオ信号と超音波信号６がオーディオ信号再生時に同時に出力される。また、オーディオ信号に対して重畳された超音波信号６の断続する各信号の開始時間をＴ1Lとする。Ｔ1Lがタイムアライメント時間算出回路１４に供給される。
【００１７】
聴取位置またはその近接位置に、マイクロホン１３が設置される。なお、マイクロホン１３は、リスナーが使用するヘッドホンなどに取り付けてもよい。マイクロホン１３により２つのスピーカから出力され、到達した超音波信号５および超音波信号６が検知される。更に、マイクロホン１３では超音波信号５および超音波信号６が検知された時間が記録される。ここで、超音波信号５が検知された時間をＴ2Rとし、超音波信号６が検知された時間をＴ2Lとする。
【００１８】
マイクロホン１３で記録されたＴ2RおよびＴ2Lは、タイムアライメント時間算出回路１４に供給される。タイムアライメント時間算出回路１４において、ＲＣＨのスピーカ１１からマイクロホン１３への超音波信号５の到達時間Ｔ2R−Ｔ1Rが算出される。算出された到達時間をＴRとする。同様に、ＬＣＨのスピーカ１２からマイクロホン１３への超音波信号６の到達時間Ｔ2L−Ｔ1Lについても算出される。算出された到達時間をＴLとする。超音波信号５および６の周波数が相違しているので、各チャンネルに関しての到達時間を求めることができる。
【００１９】
更に、タイムアライメント時間算出回路１４においては、算出した到達時間ＴRおよび到達時間ＴLに音速を乗じて各スピーカとマイクロホン１３との距離を計算する。計算された距離のうち、ＲＣＨのスピーカ１１からマイクロホン１３までの距離をＤRとし、ＬＣＨのスピーカ１２からマイクロホン１３までの距離をＤLとする。ＴL＜ＴRの場合には、ＤR＜ＤLとなり、ＴL＞ＴRの場合には、ＤR＞ＤLとなり、ＴL＝ＴRの場合には、ＤR＝ＤLとなる。
【００２０】
タイムアライメント時間算出回路１４で計算された距離ＤRおよびＤLに関する惰報は、タイムアライメント制御部１５に供給される。タイムアライメント制御部１５は、距離ＤRおよびＤLに関する情報に基づき、可変遅延回路３および可変遅延回路４による遅延時間を制御する。
【００２１】
一例として、ＲＣＨのスピーカ１１およびＬＣＨのスピーカ１２より同時に出力された音波は、ＤR＜ＤLの関係によって、マイクロホン１３の位置において位相差が発生する。この位相差を補正するには、ＬＣＨのスピーカ１２からの音波の位相を早めることで解決することができる。しかしながら、信号の位相を早めることよりも、遅延することが容易にできる。
【００２２】
従って、タイムアライメント制御部１５においては次の制御処理が行われる。オーディオ信号再生部２から可変遅延回路４に供給される信号、即ちＬＣＨのスピーカ１２から出力される音波の位相は、遅延しない。一方、オ一ディオ信号再生部２から可変遅延回路３に供給される信号、即ちＲＣＨのスピーカ１２から出力される音波を遅延させる。具体的には、例えばサンプリング周波数をＦとすると、Ｆに上述の算出時間の差（ＴL−ＴR）を乗じた分遅延させる。
【００２３】
上述したように２つのスピーカＲＣＨのスピーカ１１およびＬＣＨのスピーカ１２から出力されるオーディオ信号の遅延時間を調整することにより、マイクロホン１３の位置がＲＣＨのスピーカ１１およびＬＣＨのスピーカ１２から等距離にあるとみることができ、理想的な聴取位置を確保することができる。なお、ＴL＞ＴRの場合で、ＤR＞ＤLとなる場合では、可変遅延回路４によってＬＣＨのオーディオ信号を遅延させて、マイクロホン１３の位置では、実質的にＤR＝ＤLとされる。
【００２４】
また、この発明では、超音波信号５および超音波信号６は、オーディオ信号の再生中にも２つのスピーカより出力されている。そのため、オーディオ信号の再生中に聴取位置（マイクロホン１３の位置）が変化したとしても、変化した聴取位置に合わせて左右の各チャンネルのオーディオ信号の遅延時間が制御されるため、オーディオ信号の再生を停止したりする必要はなく、常時、タイムアライメント調整がなされる。
【００２５】
この発明は、上述した一実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内でさまざまな変形や応用が可能である。上述した一実施形態では、２つのスピーカを用いたが、３つ以上のスピーカを有するオーディオシステムに関してもこの発明を適用できる。その場合には、３以上の周波数の超音波信号が各チャンネルのオーディオ信号に対して重畳される。
【００２６】
また、上述の一実施形態では、超音波信号を利用しスピーカから出力されるオーディオ信号の到達時間を制御の対象としたが、左右のスピーカから出力される音量バランスを制御の対象としてもよい。
【００２７】
上述した一実施形態では、スピーカの数に合わせた種類の超音波信号を用意し、各スピーカ毎に異なる周波数の超音波信号を出力したが、１種類の超音波信号を時分割して各チャンネルのオーディオ信号に対して重畳して、各スピーカから出力していくことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】この発明の一実施形態におけるオーディオ信号の周波数スペクトラムの一例を示す略線図である。
【図２】この発明によるオーディオ再生システムの一実施形態のブロック図である。
【符号の説明】
【００２９】
１            オーディオ再生システム
２            オーディオ信号再生部
５、６        超音波信号
７、８        加算回路
１１          右チャンネル（ＲＣＨ）のスピーカ
１２          左スピーカ（ＬＣＨ）のスピーカ
１３          マイクロホン
１４          タイムアライメント時間算出回路
１５          タイムアライメント制御部
【図１】
2005151422.tif 000003
【図２】
2005151422.tif 000004