(57)【要約】ステレオサウンドをオーディオ出力デバイスに放送するための多重信号搬送波送信装置および方法は、第１および第２のステレオチャンネル信号の和（２４）と、これら第１と第２のステレオチャンネル信号自体（２６）とを変調させる基準となる３つの関連する搬送波周波数を利用する。この複合多重搬送波周波数信号は受信機に送信され、受信機はこの３つの搬送波周波数信号を分離し、左チャンネル信号（８４）と、右のチャンネル信号（９４）と、第１および第２のチャンネル信号の和であるモノラル信号の複合中央チャンネル（１０２）とを生成させている。分離させた左および右のチャンネル信号の各々の信号強度は検出器により監視し、いずれかに関するチャンネル出力のしきい値未満への低下を検出している。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１および第２のステレオチャンネルとして放送するために個別の第１および第２のステレオチャンネル信号を信号源から受信機まで送信する方法であって、
前記第１および第２のステレオチャンネル信号の合算信号を形成させるステップと、
前記第１および第２のステレオチャンネル信号の差分信号を形成させるステップと、
前記合算信号および差分信号から第１のステレオチャンネル信号および第２のステレオチャンネル信号を展開させるステップと、
第１の搬送波周波数信号を基準として前記第１のチャンネル信号を変調させるステップと、
第２の搬送波周波数信号を基準として前記第２のチャンネル信号を変調させるステップと、
第３の搬送波周波数信号を基準として前記合算信号を変調させるステップと、
前記第１、第２および合算の変調信号と前記第１、第２および第３の搬送波周波数信号とを合成させ、複合変調した搬送波信号を形成させるステップと、
前記複合変調した搬送波信号を送信するステップと、
前記複合変調した搬送波信号を受信するステップと、
前記複合変調した搬送波信号から前記第１および第２のステレオチャンネル信号を分離させるステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第３の搬送波周波数信号を９００ＭＨｚ周波数帯域で提供するステップと、
前記第１および第２の搬送波周波数信号を、前記第１および第２の搬送波周波数と前記第３の搬送波周波数との和および差が前記９００ＭＨｚ周波数帯域内にとどまるような周波数で提供するステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
受信したステレオチャンネル信号、分離させたステレオチャンネル信号、第１のステレオチャンネル信号および第２のステレオチャンネル信号のうちの１つの信号強度があるしきい値未満まで低下したことを検出するステップと、
前記しきい値未満の低下を示した第１および第２のステレオチャンネル信号を受信した合算信号に置き換えるステップと、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記複合変調した搬送波信号から前記合算信号を分離させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法に従って動作するような、第１および第２のステレオチャンネル信号を放送するための装置。
【請求項６】
第１および第２のチャンネルとして放送するために第１および第２のステレオチャンネルを信号源から受信機まで放送するための装置であって、
前記第１および第２のステレオチャンネル信号の合算信号を形成するための手段と、
前記第１および第２のステレオチャンネル信号の差分信号を形成するための手段と、
前記合算信号および差分信号から第１のステレオチャンネル信号および第２のステレオチャンネル信号を展開するための手段と、
第１の搬送波周波数信号を基準として前記第１のチャンネル信号を変調するための手段と、
第２の搬送波周波数信号を基準として前記第２のチャンネル信号を変調するための手段と、
第３の搬送波周波数信号を基準として前記合算信号を変調するための手段と、
前記第１、第２および合算の変調信号と前記第１、第２および第３の搬送波周波数信号とを合成させ、複合変調した搬送波信号を形成するための手段と、
前記複合変調した搬送波信号を送信するための手段と、
前記複合変調した搬送波信号を受信するための手段と、
前記複合変調した搬送波信号から前記第１および第２のステレオチャンネル信号を分離するための手段と、
を備えることを特徴とする装置。
【請求項７】
前記第３の搬送波周波数信号を９００ＭＨｚ周波数帯域で提供するための手段と、
前記第１および第２の搬送波周波数信号を、前記第１および第２の搬送波周波数と前記第３の搬送波周波数との和および差が前記９００ＭＨｚ周波数帯域内にとどまるような周波数で提供するための手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
受信したステレオチャンネル信号、分離させたステレオチャンネル信号、第１のステレオチャンネル信号および第２のステレオチャンネル信号のうちの１つの信号強度があるしきい値未満まで低下したことを検出するための手段と、
前記しきい値未満の低下を示した第１および第２のステレオチャンネル信号を受信した合算信号に置き換えるための手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項９】
前記複合変調した搬送波信号から前記合算信号を分離させるための手段をさらに備えることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全般的にはワイヤレス信号送信システムに関し、またさらに詳細には、ステレオサウンドのワイヤレス送信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ラジオおよび／またはテレビジョン放送のオーディオ部分を送信するのに特に適したワイヤレス送信システム、並びにさらに詳細に音楽用ワイヤレス送信システムでは、ステレオサウンドが望ましい。
２つの別々の信号をステレオ式送信システムで合成させる一方、そのサウンド信号は５０Ｈｚから１５ｋＨｚまでの２つのオーディオ左チャンネルおよび右チャンネルに空間的に分割させている。左側で発生する音楽やサウンドは左スピーカだけで再生させ、また右側で発生する音楽やサウンドは右スピーカだけで再生させている。
【０００３】
左チャンネルおよび右チャンネルのサウンドをステレオスピーカ、ヘッドホンなどに別々に放送するために２つの別々の送信機／受信機システムを使用することは可能であるが、目下の最新技術では周波数分割多重化を使用して図１に示すような複合ベースバンド信号を形成させている。標準的なＦＭステレオシステムでは周波数分割多重化を使用し、５０Ｈ３の通過帯域内にある左および右チャンネルの信号を合成させている。この左と右のチャンネル信号は足し合わせて合算信号を生成させ、また一方からもう一方を引き算して差分信号も生成させている。この合算信号は単一のスピーカからの放送で使用するようなモノラル信号である。この差分信号は、３８ｋＨｚ正弦波を変調するために両側波帯抑制搬送波として使用する。
【０００４】
この両側波帯抑制搬送波信号は合算信号と足し合わせ、この合成信号は送信機のＦＭ変調器に送られる。左および右の信号情報を変調させる基準となる搬送波を形成するためには、９００ｍＨｚレンジ内や２ＧＨｚ周波数帯域内にある別の送信周波数を使用することもできる。
モノラルの受信機は、１５ｋＨｚを超える信号を阻止し、これによりモノラルの合算信号を再生させるようにその信号をろ過することができる。ステレオ受信機は、３８ｋＨｚ搬送波信号を２倍にした１９ｋＨｚパイロットトーンを検出することができるＦＭ復調器の後に１つの加算回路を有している。
【０００５】
ステレオ受信機がステレオ送信を示すこの１９ｋＨｚのパイロットトーンを検出した後で、ステレオ受信機は、受信した信号を復調させることによって差分情報を復元させ、合算プラス差分の信号と合算マイナス差分の信号とを生成させ、左および右のスピーカによって放送するように左および右の信号を再生成させている。
ＦＭ放送システムではステレオサウンドを効率よく送信し、かつ比較的正確にステレオサウンドを再生させているが、ＦＭ信号は、特にヘッドホンを装着した個人がビルの周りを歩いているようなステレオヘッドホンなどのモバイル受信機の場合で壁からの反射によるフェージングによる干渉、またさらにチャンネル・ブリードオーバ（ｃｈａｎｎｅｌ  ｂｌｅｅｄ  ｏｖｅｒ）による干渉を受けやすい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、ブリードオーバや干渉を防止し、これによりＣＤの９０ｄｂの信号対雑音比により近い信号対雑音比を有するようなステレオ信号の再生を可能にさせるように信号対雑音比を増大させているＦＭ送受信機システムを提供できることが望ましい。さらに、特にポータブル式受信機において、ある特定チャンネルの信号で信号対雑音比が低下した場合に、そのステレオチャンネルのうちの一方のフェードアウトを補償するための手段を提供できることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、オーディオスピーカを通じて出力させるためにチャンネル・ブリードオーバを最小限にするように信号対雑音比を高めてステレオ音響信号をオーディオ受信機に放送している多重信号搬送波送信の装置および方法である。
一態様では、本発明は、第１および第２のチャンネルを介して放送するために離散的な第１および第２のステレオチャンネル信号を信号源から受信機まで送信する方法である。本方法は、
第１および第２のステレオチャンネル信号の合算信号を形成させるステップと、
第１および第２のステレオチャンネル信号の差分信号を形成させるステップと、
合算信号および差分信号から第１のステレオチャンネル信号および第２のステレオチャンネル信号を展開させるステップと、
第１の搬送波周波数信号を基準として第１のチャンネル信号を変調させるステップと、
第２の搬送波周波数信号を基準として第２のチャンネル信号を変調させるステップと、
第３の搬送波周波数信号を基準として合算信号を変調させるステップと、
第１、第２および合算の変調信号と第１、第２および第３の搬送波周波数信号とを合成させ、複合変調した搬送波信号を形成させるステップと、
複合変調した搬送波信号を送信するステップと、
複合変調した搬送波信号を受信するステップと、
複合変調した搬送波信号から第１および第２のステレオチャンネル信号を分離させるステップと、を含む。
【０００８】
別の態様では、本発明は、第１および第２のステレオチャンネル信号の合算信号を形成するための手段と、第１および第２のステレオチャンネル信号の差分信号を形成するための手段とを含むような、第１および第２のチャンネルとして放送するために第１および第２のステレオチャンネルを信号源から受信機まで放送するための装置である。合算信号および差分信号から第１のステレオチャンネル信号および第２のステレオチャンネル信号を展開するための手段を設けている。さらに、第１の搬送波周波数信号を基準として第１のチャンネル信号を変調するための手段を設けている。さらに、第２の搬送波周波数信号を基準として第２のチャンネル信号を変調するための手段と、第３の搬送波周波数信号を基準として合算信号を変調するための手段とを設けている。さらに、第１、第２および合算の変調信号と第１、第２および第３の搬送波周波数信号とを合成させ、複合変調した搬送波信号を形成するための手段を設けている。さらに、複合変調した搬送波信号を送信し、複合変調した搬送波信号を受信し、かつ複合変調した搬送波信号から第１および第２のステレオチャンネル信号を分離するための手段を設けている。
【０００９】
別の態様では、少なくとも１つのステレオチャンネルの信号強度のあるしきい値未満への低下を検出し、かつ信号強度低下信号が事前設定のしきい値未満のままである限り、この信号強度低下信号の代わりに合算信号を使用しチャンネル・フェードアウトを最小限にしている。
本発明の装置および方法は、別々のチャンネル信号を異なる周波数で動作する別々の搬送波信号上に供給することによって、ステレオ信号放送内の干渉およびチャンネル・ブリードオーバによる影響を最小限にしている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明のさまざまな特徴、利点およびその他の利用は、以下の詳細な説明および図面を参照することによってより明らかとなろう。
ここで図面、特に図２〜４を参照すると、スピーカを通じて放送させるステレオ信号を、ステレオ信号源とこれと離れた受信機との間でワイヤレス式送信するのための多重信号搬送波送信の装置および方法を表している。
【００１１】
図２、図３Ａ−１、３Ａ−２、３Ａ−３および図３Ｂ−１、３Ｂ−２に示すように、本発明の一態様によれば、送信機装置２０は別々のステレオ信号源（図示せず）からステレオ入力信号ＬおよびＲを受け取っている。このステレオ信号源は、ステレオラジオ放送、インターネットストリーミングメディア、ＣＤ、ＭＰ３プレーヤなどの記録メディアからのオーディオを含むようなステレオ式オーディオまたはビデオ信号の任意の発信源とすることができる。左および右の信号は、単純な加算および減算演算を実行して２つの信号ストリームを出力しているステレオオーディオ符号器２２に入力される。第１の信号ストリーム２４は入力信号の和（Ｌ＋Ｒ）を含む。第２の出力信号ストリーム２６は入力信号同士の差（Ｌ−Ｒ）である。ステレオ符号器２２からの各信号ストリーム２４および２６は、別々の変調器２８および３０のそれぞれに対する入力である。各変調器２８および３０に対する別の入力は、第１および第２の局所的電圧制御発振器３２および３４のそれぞれのうちの一方の出力である。第１の発振器３２の発振周波数は概ね９００と９２８ＭＨｚの間など９００ＭＨｚ放送帯域内にある。これ以降においてこのレンジの中心にある９１５ＭＨｚを単に一例として記載する。したがって、第１の電圧制御発振器３２からの９１５ＭＨｚの搬送波信号は、合算信号ストリーム２４を変調させる基準となる搬送波信号の役割を果たしている。同様に、第２の電圧制御発振器３４からの出力信号はミキサー３０に対する入力となり、この信号はこのミキサー３０内で差分信号２６によって変調を受ける。第２の電圧制御発振器３４の発振周波数は、以下に記載するようにして第１の電圧制御発振器３２から選択した９１５ＭＨｚ中心周波数に対して加算または減算させる際に９００ＭＨｚ帯域外部まで広がらないようにして選択している。したがって、単に一例として、第２の電圧制御発振器３４の振動周波数は２．３５ＭＨｚである。
【００１２】
ミキサー２８および３０のそれぞれからの変調させた搬送波信号３６および３８は、二重平衡非線形ミキサー４０に対する入力である。この非線形ミキサー４０は、チップ番号ＭＡＸ２６７３としてＭａｘｉｍによって販売されており、搬送波信号３６および３８に対して、これに基づき変調される追加的な信号とは別に減算および加算演算を実行している。したがって、この非線形ミキサー４０は、１つは第１の電圧制御発振器３２の９１５ＭＨｚすなわち中心周波数、２つ目は９１５ＭＨｚの中心周波数と第２の電圧制御発振器３４の２．３５ＭＨｚ周波数との差である９１２．６５ＭＨｚ周波数、また３つ目は９１５ＭＨｚの中心周波数と第２の電圧制御発振器３４の２．３５ＭＨｚ周波数の和によって形成される９１７．３５ＭＨｚの周波数であるような、３つの別々の周波数信号を出力している。上の例では、９１５ＭＨｚを中心周波数とする場合、二重平衡非線形ミキサー４０からの３つの出力周波数は、９１５ＭＨｚ、９１２．６５ＭＨｚおよび９１７．３５ＭＨｚの３つの搬送波信号から形成される複合信号として機能する。
【００１３】
各搬送波信号は、Ｒｆ増幅器４２およびＲｆフィルタ４４を通過させた後でワイヤレス送信用のアンテナに渡している。
図４は、ステレオＦＭ受信機その他のオーディオ装置に組み込むことができる典型的な受信機回路を表している。アンテナ６０は、送信機２０から３つの搬送波周波数信号を受け取り、この各信号をフィルタ６２および増幅器６４を通して中間のすなわちＩＦミキサー６６に渡している。ＩＦミキサー６６に対する別の入力は、中間周波数（ＩＦ）で動作している局所的電圧制御発振器（ＶＣＯ）６８である。ミキサー６６は、搬送波周波数信号の各々とＶＣＯ６８の周波数との合算および差分の出力信号を出力している。これらの出力のうちの一方は棄却し、もう一方を第１の中間周波数フィルタ７０に通している。このフィルタ７０の出力は、その各々が先ず増幅器７２、７４および７６のそれぞれを通過している３つの信号に分割される。この３つの信号は、左ステレオチャンネル信号、モノラルチャンネル信号、および右ステレオチャンネル信号を含む。
【００１４】
第２の搬送波周波数を基準として変調させる左ステレオチャンネルはミキサー８０に入力されており、またこのミキサー８０は局所的電圧制御発振器８２から別の入力を受け取っている。ＶＣＯ８２の周波数はＩＦ第２搬送波周波数に一致するように選択し、これによりこの信号から純粋に左チャンネルステレオ音響信号を残すようにしてＩＦ周波数を取り除く。この信号は増幅器８４で増幅させ、スピーカ８６に供給する。同様に、右ステレオチャンネル信号は、増幅器７６を通過させた後でミキサー８８に入力されており、またこのミキサー８８はここでもＩＦ第３搬送波周波数で発振している局所的電圧制御発振器９０の出力を受け取っている。ミキサー８８の差分出力は、この入力信号からＩＦ周波数を取り除くように選択し、これにより純粋に右ステレオチャンネル音響信号のみを残してこれを増幅器９２で増幅させてスピーカ９４に供給する。
【００１５】
中心搬送波周波数は増幅器７４を通してミキサー９６に供給され、またこのミキサー９６はＩＦ中心周波数で動作する局所的電圧制御発振器９８から別の入力を受け取っている。このモノラル信号は、左と右のチャンネル信号の和、すなわちＬ＋Ｒ、を表している。この合算信号は、増幅器１００で増幅させ、所望によりモノラルサウンド出力用のスピーカ１０２に供給する。
【００１６】
多重搬送波周波数について、送信機２０によって送信されかつ左および右のステレオ信号を放送するための受信機５８によって受信されるように記載してきたが、追加的な「サラウンドサウンド」信号を生成させるために、変調した信号を伴う追加的な搬送波周波数を送信しかつ受信させることもできる。スピーカ８６および９４などこれらのスピーカのうちの任意のスピーカは発振器８２または９０などの内蔵した電圧制御発振器の動作周波数を選択するようなスイッチを備えることができ、それぞれのスピーカを左チャンネルスピーカ、右チャンネルスピーカ、並びに中央スピーカ、および左後ろサラウンドサウンドスピーカや右後ろサラウンドサウンドスピーカとして使用できるように適正な周波数信号を出力している。モノラル信号スピーカ１０２はさらに、モノラル動作のためにその周波数選択と合成したＬ＋Ｒ合算信号としての使用を可能にしているスイッチを備えることができる。
【００１７】
左および右のステレオ信号は、ポータブル式スピーカ（すなわち、ヘッドホン）が建物の所与のエリアを通過する際に干渉、反射などによるフェージングすなわちブレークアップ（ｂｒｅａｋｕｐ）を受けることが知られている。本発明は、任意選択により、受信機５８内の左チャンネル出力および／または右チャンネル出力の信号強度が所定のしきい値レベルから低下したことを検出すると、増幅器９２からの中心Ｌ＋Ｒ合算信号を徐々にフェードインさせることができる。図５に示すように、左チャンネル信号など１つの信号の信号強度が事前設定のしきい値未満に低下したことが、増幅器８４および９２のそれぞれからの左および右信号出力の各々の信号強度の大きさを監視している信号強度インジケータ１２２および１２４の出力を受け取っている比較器１２０の出力によって指示されると、この比較器出力はスイッチ１２６を作動させ、スイッチ１２６によって信号強度が低下した左チャンネルが切り離されると共に、左スピーカ８６に供給される信号が増幅器１００からのＬ＋Ｒ合算信号に置き換えられる。左チャンネルの信号強度が上昇してしきい値を超えるまでに戻り次第、スイッチ１２６は左チャンネル増幅器８４からの信号を直接左スピーカ８６に再印加すると共にＬ＋Ｒ信号の印加を切り離すことになる。この同じスイッチ動作はさらに、右チャンネル信号の信号強度がしきい値未満まで低下した場合において右チャンネルに対しても適用される。比較器１２０およびスイッチ１２６はさらに、左および右チャンネルの両方の信号強度がしきい値の大きさ未満に低下した場合に、この左および右チャンネル信号の両方をモノラルすなわちＬ＋Ｒの合算信号に同時に置き換えるように機能する。この機能は円滑かつ瞬時的であると共に、このフェードイン機能、すなわち切り替え機能により顕著な中断（ｂｒｅａｋ）、遮断（ｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｏｎ）、デッドタイムなどが全くない円滑で途絶のないオーディオ出力を提供することができる。
【００１８】
要約すると、本発明の多重搬送波信号送信装置および方法は、２つのステレオチャンネル間の分離を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】従来技術のＦＭ放送送信機回路のブロック図である。
【図２】本発明による多重信号搬送波送信回路のブロック図である。
【図３Ａ−１】図２に示す回路の詳細回路図である。
【図３Ａ−２】図２に示す回路の詳細回路図である。
【図３Ａ−３】図２に示す回路の詳細回路図である。
【図３Ｂ−１】図２に示す回路の詳細回路図である。
【図３Ｂ−２】図２に示す回路の詳細回路図である。
【図４】本発明で使用可能な受信機回路の概略図である。
【図５】本発明による修正型の受信機回路である。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ−１】
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【図３Ａ−２】
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【図３Ａ−３】
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【図３Ｂ−１】
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【図３Ｂ−２】
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【図４】
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【図５】
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【国際公開パンフレット】
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2004535736.tif 000013
2004535736.tif 000014
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2004535736.tif 000021
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2004535736.tif 000029
2004535736.tif 000030
2004535736.tif 000031
2004535736.tif 000032
【国際調査報告】
2004535736.tif 000033