(57)【要約】【課題】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。【解決手段】音響再生装置は、第１の測定用信号を発生する測定用信号発生部２５と、第１の測定用信号の発生と同時に第２の測定用信号を送信する送信部２６と、視聴位置に配置され、第２の測定用信号を受信した時刻と第１の測定用信号に応じて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時刻との時間差をセンサ１−１，１−２と、測定された時間差に基づいてｎ個のセンサと検出対象のスピーカとの距離をｎ個のセンサの各々について算出し、ｎ個のセンサ間の距離と算出された距離に基づいて検出対象のスピーカの位置を算出する位置算出部２８とを有する。【選択図】  図１
2005236502.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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ｎ（ｎは２以上の自然数）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ｎ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ｎ個のセンサと前記検出対象のスピーカとの距離を前記ｎ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ｎ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。
【請求項２】
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ｎ（ｎは２以上の自然数）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ｎ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ｎ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ｎ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ｎ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ｎ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。
【請求項３】
請求項１または２記載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り替えて、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。
【請求項４】
請求項１または２記載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。
【請求項５】
請求項１記載の音響再生装置において、
前記スピーカの位置を算出する前に、
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ｎ個の測定用スピーカに前記測定用信号を順次供給し、
前記ｎ個のセンサは、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受信したときに受信通知を送信することを前記ｎ個の測定用スピーカの各々について行い、
前記時間差測定手段は、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ｎ個の測定用スピーカの各々について測定し、
前記距離算出手段は、前記測定された時間差に基づいて前記ｎ個のセンサと前記測定用スピーカとの距離を前記ｎ個の測定用スピーカの各々について算出し、
前記位置算出手段は、前記ｎ個のセンサと前記測定用スピーカとの距離に基づいて、前記ｎ個のセンサの位置とこのｎ個のセンサ間の距離を算出することを特徴とする音響再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、オーディオソースには例えば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いるものがあり、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ってリスニングルーム内に各スピーカを配置したときに、メーカーが想定したマルチチャンネル音響再生効果が得られるようになっている。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。
【０００３】
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。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１１３０９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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カ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。
【０００６】
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】
【０００７】
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ｎ（ｎは２以上の自然数）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ｎ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ｎ個のセンサと前記検出対象のスピーカとの距離を前記ｎ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ｎ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ものである。
また、本発明の音響再生装置は、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ｎ（ｎは２以上の自然数）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ｎ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ｎ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ｎ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ｎ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ｎ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ものである。
【０００８】
また、本発明の音響再生装置の１構成例は、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り替えて、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ものである。
また、本発明の音響再生装置の１構成例は、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ものである。
【０００９】
また、本発明の音響再生装置の１構成例において、前記スピーカの位置を算出する前に、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ｎ個の測定用スピーカに前記測定用信号を順次供給し、前記ｎ個のセンサは、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受信したときに受信通知を送信することを前記ｎ個の測定用スピーカの各々について行い、前記時間差測定手段は、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ｎ個の測定用スピーカの各々について測定し、前記距離算出手段は、前記測定された時間差に基づいて前記ｎ個のセンサと前記測定用スピーカとの距離を前記ｎ個の測定用スピーカの各々について算出し、前記位置算出手段は、前記ｎ個のセンサと前記測定用スピーカとの距離に基づいて、前記ｎ個のセンサの位置とこのｎ個のセンサ間の距離を算出するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、検出対象のスピーカに測定用信号を供給し、測定用信号に応じて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ｎ個のセンサから送信し、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測定し、測定された時間差に基づいてｎ個のセンサと検出対象のスピーカとの距離を算出し、ｎ個のセンサ間の距離と算出された距離に基づいて検出対象のスピーカの位置を算出するようにしたので、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ができる。その結果、本発明では、この検出結果に基づいて音場補正を行うことができるので、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。
【００１１】
また、本発明によれば、視聴位置に対する位置が既知であるｎ個の測定用スピーカに測定用信号を順次供給すし、測定用信号に応じて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検出対象のスピーカのセンサから送信し、測定用信号が発生した時刻とセンサから受信通知を受けた時刻との時間差を測定し、測定された時間差に基づいて測定用スピーカと検出対象のスピーカとの距離を算出し、ｎ個の測定用スピーカ間の距離と算出された距離に基づいて検出対象のスピーカの位置を算出するようにしたので、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ができる。
【００１２】
また、スピーカ配置補正手段を設けることにより、検出し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きに、スピーカの誤配置を補正することができる。
【００１３】
また、音場制御手段を設けることにより、スピーカの位置検出結果に基づく音場補正を行うことができる。
【００１４】
また、スピーカの位置を算出する前に、互いの距離が既知であるｎ個の測定用スピーカに測定用信号を順次供給し、測定用信号に応じて測定用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ｎ個のセンサから送信し、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測定し、測定された時間差に基づいてｎ個のセンサと測定用スピーカとの距離を算出することにより、ｎ個のセンサの位置とこのｎ個のセンサ間の距離を算出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
［第１の実施の形態］
以下、本発明の実施の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の実施の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（１−１，１−２）と、マルチチャンネルアンプ２とからなる。
【００１６】
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、切替スイッチ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３０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、位置テーブル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。
【００１７】
図２はセンサ１（１−１，１−２）の構成を示すブロック図である。センサ１は、受信部１０と、マイク１１と、時間差測定部１２と、送信部１３とを有する。
本実施の形態では、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−Ｌ，ＳＰ−Ｒ、リアスピーカＳＰ−ＲＬ，ＳＰ−ＲＲ、センタースピーカＳＰ−Ｃ、リアセンタースピーカＳＰ−ＲＣおよびサブウーハＳＰ−ＳＷが配置されている。
【００１８】
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（後右）、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Ｌ，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および切替スイッチ２３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、リアスピーカＳＰ−ＲＬ，ＳＰ−ＲＲ、センタースピーカＳＰ−Ｃ、リアセンタースピーカＳＰ−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および切替スイッチ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。
【００１９】
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は本実施の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１−１，１−２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１０１）。このとき、切替スイッチ２３は、測定用信号をセンタースピーカ（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内の図示しないスイッチ等により、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。
【００２０】
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１０２）。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１−１の受信部１０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１１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（ステップ１０３）。
【００２１】
そして、センサ１−１の時間差測定部１２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１３に通知し、送信部１３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１０４）。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。
【００２２】
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１−１から送られたものかセンサ１−２から送られたものかを識別するために、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。
【００２３】
マルチチャンネルアンプ２の受信部２７は、センサ１−１，１−２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ＳＰ−ＣＬとセンサ１−１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１−２との距離を算出する（ステップ１０５）。
【００２４】
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べて十分に短いので、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１−１，１−２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１−１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１−１との距離Ｌ１１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１−２との距離Ｌ１２を算出することができる。
【００２５】
続いて、ステップ１０１に戻って、ステップ１０５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。マルチチャンネルアンプ２の位置算出部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−ＣＲとセンサ１−１との距離Ｌ１３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Ｌ１４を算出する（ステップ１０５）。
【００２６】
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Ｌ０と算出した距離Ｌ１１，Ｌ１３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１−１の位置を算出し、同様に距離Ｌ０と算出した距離Ｌ１２，Ｌ１４から、センタースピーカＳＰ−Ｃに対するセンサ１−２の位置を算出する（ステップ１０７）。なお、センタースピーカＳＰ−Ｃの位置は、スピーカＳＰ−ＣＬとＳＰ−ＣＲの中間の位置とする。
【００２７】
センサ１−１と１−２の位置が確定したことにより、センサ１−１と１−２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に対するセンタースピーカＳＰ−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１−１と１−２間の距離Ｌｘとを位置テーブル２９に記憶させる。
【００２８】
次に、他のスピーカＳＰ−Ｌ，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１０８）。このとき、メインスピーカＳＰ−Ｌを検出対象のスピーカとする場合には、切替スイッチ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。
【００２９】
ステップ１０９〜１１１の処理は、ステップ１０２〜１０４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１−１，１−２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。
【００３０】
マルチチャンネルアンプ２の受信部２７は、センサ１−１，１−２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ＳＰ−Ｌとセンサ１−１との距離Ｌ１５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−Ｌとセンサ１−２との距離Ｌ１６を算出する（ステップ１１２）。
【００３１】
続いて、位置算出部２８は、位置テーブル２９に記憶されているセンサ１−１と１−２間の距離Ｌｘと算出した距離Ｌ１５，Ｌ１６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１−１，１−２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２９に記憶させる（ステップ１１３）。
【００３２】
以上のようなステップ１０８〜１１３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１１４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，サブウーハ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１１５）。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、各スピーカ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ーカが配置されているかどうかを判定する。
【００３３】
ステップ１１５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１１６）。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きる。
【００３４】
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Ｌ，Ｒ、リア信号ＲＬ，ＲＲ、センター信号Ｃ、リアセンター信号ＲＣおよびサブウーハ信号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１１７）。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。
【００３５】
こうして、本実施の形態では、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１０１〜１０７の処理を行う必要はなく、スピーカＳＰ−Ｌ，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１０８〜１１４の処理で検出すればよい。
【００３６】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第１の実施の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。
【００３７】
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１−１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、切替スイッチ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。
【００３８】
ステップ２０２〜２０４の処理は、図３のステップ１０２〜１０４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１−１との距離Ｌ１１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。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−ＣＲとセンサ１−１との距離Ｌ１３を算出する（ステップ２０５）。
【００３９】
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Ｌ１１，Ｌ１３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１−１（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−ＲＬ，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）。
【００４０】
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１１７と同じである。
こうして、本実施の形態では、視聴位置ＬＰの変更に対応することができる。
【００４１】
なお、変更後の視聴位置ＬＰ’とセンタースピーカ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１−１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イッチ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カを使ってステップ２０１〜２０６の処理を行い、センサ１−１の位置を検出すればよい。センサ１−１の位置検出に必要なスピーカの台数は最低２台である。
【００４２】
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の処理を行い、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。
【００４３】
一方、３通りの組み合わせで算出したセンサ１−１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１−１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がない場合には、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２０１〜２０７の処理を実行させ、センサ１−１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。
【００４４】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。図７は本発明の第３の実施の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１ａ（１ａ−１，１ａ−２）と、マルチチャンネルアンプ２ａとからなる。
【００４５】
第１の実施の形態では、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が、本実施の形態は、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１ａ（１ａ−１，１ａ−２）の構成を示すブロック図である。センサ１ａは、マイク１１と、送信部１３ａとを有する。
【００４６】
図９は本実施の形態の音場補正処理を示すフローチャートである。第１の実施の形態と同様に、視聴者は、センサ１ａ−１と１ａ−２の間に視聴位置ＬＰが来るように、センサ１ａ−１，１ａ−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１０１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。
【００４７】
センサ１ａ−１の送信部１３ａ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１１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３０２）。このような受信通知をセンサ１ａ−２からも同様に行う。
【００４８】
マルチチャンネルアンプ２ａの受信部２７は、センサ１ａ−１，１ａ−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１ａ−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１ａ−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）。
【００４９】
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で説明したとおり、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１ａ−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１ａ−１との距離Ｌ１１を算出し、測定用信号が発生した時刻とセンサ１ａ−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１ａ−２との距離Ｌ１２を算出する（ステップ３０４）。
【００５０】
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いものとする。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１ａ−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１ａ−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１ａ−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１ａ−２との距離を算出する（ステップ３０４）。
【００５１】
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１ａ−１，１ａ−２およびスピーカＳＰ−Ｃの位置と、センサ１ａ−１と１ａ−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）。このステップ３０６の処理は、図３のステップ１０７と同様である。
【００５２】
次に、他のスピーカＳＰ−Ｌ，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１０８と同じである。ステップ３０８，３０９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１ａ−１，１ａ−２で受信すると、この受信を通知用信号により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１ａ−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１ａ−２から受信通知を受けた時刻との時間差を測定する。
【００５３】
位置算出部２８は、測定用信号が発生した時刻とセンサ１ａ−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１ａ−１との距離Ｌ１５を算出し、測定用信号が発生した時刻とセンサ１ａ−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１ａ−２との距離Ｌ１６を算出する（ステップ３１０）。
【００５４】
続いて、位置算出部２８は、位置テーブル２９に記憶されているセンサ１ａ−１と１ａ−２間の距離Ｌｘと算出した距離Ｌ１５，Ｌ１６から三角法を用いて、センサ１ａ−１，１ａ−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１ａ−１，１ａ−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２９に記憶させる（ステップ３１１）。
【００５５】
以上のようなステップ３０７〜３１１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。
ステップ３１３，３１４，３１５の処理は、それぞれ図３のステップ１１５，１１６，１１７と同じである。
【００５６】
以上のようにして、本実施の形態では、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の実施の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１−２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く、スピーカＳＰ−Ｌ，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３０７〜３１２の処理で検出すればよい。
【００５７】
［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。図１０は本実施の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の実施の形態と同様であるので、図７の符号を用いて説明する。
【００５８】
本実施の形態では、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１ｂ−Ｌ，１ｂ−Ｒ，１ｂ−ＲＬ，１ｂ−ＲＲ，１ｂ−ＲＣ，１ｂ−ＳＷが装着されている。センサ１ｂ−Ｌ，１ｂ−Ｒ，１ｂ−ＲＬ，１ｂ−ＲＲ，１ｂ−ＲＣ，１ｂ−ＳＷの構成は、図８に示したセンサ１ａ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。
【００５９】
図１１は本実施の形態の音場補正処理を示すフローチャートである。図１１のステップ４０１の処理は、図３のステップ１０１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１ｂ−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１１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）。
【００６０】
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１ｂ−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１ｂ−Ｌとの距離Ｌ１７を算出する（ステップ４０４）。
【００６１】
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いものとする。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１ｂ−Ｌとの距離Ｌ１８を算出する（ステップ４０４）。
【００６２】
スピーカＳＰ−ＣＬとＳＰ−ＣＲのそれぞれについてセンサ１ｂ−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Ｌ０と算出した距離Ｌ１７，Ｌ１８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１ｂ−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の位置は位置テーブル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。
【００６３】
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テップ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４０８，４０９，４１０の処理は、それぞれ図３のステップ１１５，１１６，１１７と同じである。
【００６４】
こうして、本実施の形態では、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の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００６５】
なお、第１〜第４の実施の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、測定用信号のスピーカへの供給は、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、スピーカーのキャビネットに装着した超音波ト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。
【００６６】
また、第１〜第４の実施の形態では、各スピーカの位置を２次元的に検出しているが、第１〜第３の実施の形態においては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の実施の形態においては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の実施の形態では、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ができる。
また、第１、第２の実施の形態では、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。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
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。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の第１の実施の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】本発明の第１の実施の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】本発明の第１の実施の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。
【図４】本発明の第１の実施の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】本発明の第２の実施の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ャートである。
【図６】本発明の第２の実施の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】本発明の第３の実施の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】本発明の第３の実施の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】本発明の第３の実施の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。
【図１０】本発明の第４の実施の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１１】本発明の第４の実施の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。
【符号の説明】
【００６９】
１、１ａ、１ｂ…センサ、２、２ａ…マルチチャンネルアンプ、２０…デコーダ、２１…マルチプレクサ、２２…音場処理部、２３…切替スイッチ、２４…パワーアンプ、２５…測定用信号発生部、２６…基準信号送信部、２７…受信部、２８…位置算出部、２９…位置テーブル、３０…スピーカ配置補正部、３１…音場制御部、３２…時間差測定部。
【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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【図７】
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【図８】
2005236502.tif 000010
【図９】
2005236502.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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