(57)【要約】【課題】音量制御において音量や歪みへより良く対処することができる音量制御回路、デジタル放送受信機及び音声出力信号制御方法を提供する。【解決手段】信号を増幅するように構成された第１の利得増幅器と、増幅されたこの信号を圧縮するように構成されたコンプレッサと、圧縮されたこの信号を増幅するように構成された第２の利得増幅器とを具備している音量制御回路。また、更に放送を受信するチューナと、このチューナの出力から音声を分離出力するデコード処理部と、この音声を処理する請求項１または請求項２に記載の音量制御回路とを備えたデジタル放送受信機。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号を増幅するように構成された第１の利得増幅器と、
増幅されたこの信号を圧縮するように構成されたコンプレッサと、
圧縮されたこの信号を増幅するように構成された第２の利得増幅器とを
具備している音量制御回路。
【請求項２】
音量の分岐点以上か否かで第１の利得増幅器と第２の利得増幅器とが役割を入れ替えて相補的に働く請求項１に記載の音量制御回路。
【請求項３】
更に放送を受信するチューナと、
このチューナの出力から音声を分離出力するデコード処理部と、
この音声を処理する請求項１または請求項２に記載の音量制御回路とを
備えたデジタル放送受信機。
【請求項４】
第１の利得で信号を増幅し、
増幅されたこの信号を圧縮し、
圧縮されたこの信号を第２の利得で増幅する音声出力信号制御方法。
【請求項５】
音量の分岐点以上か否かで第１の利得と第２の利得とが役割を入れ替えて相補的に働く請求項４に記載の音声出力信号制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、音量制御する音量制御回路、デジタル放送受信機及びその音声出力信号制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の液晶テレビは薄型化・狭額縁化が主流となっている。これに伴いスピーカも小型化・薄型化され、その結果、スピーカの入力許容レベルよりも音が歪み始めるレベルが小さくなる場合がある。また、携帯プレーヤ等に接続する小型ドックスピーカにおいても同様である。このようなスピーカを用いる場合、音量設定は下記のいづれかの方針で決められることになる。
【０００３】
1)Gain制御の利得を抑え歪みを発生させないように設定する
2)歪みを容認してGain制御利得を高くし音量を確保する
3)音量を所定の大きさにコンプレッションする機能を追加する
しかしながらこれらの方法には、それぞれ下記の不具合が生じる。
1)音声入力信号が小さい場合は音量調整を大きくしても音量が大きくならない。
2)音声入力信号が大きい場合に音量調整をあまり大きくしなくても歪みが発生する。
3)音声入力信号が大きい場合に音量が大きくならない
これら音量や歪みに関しては、様々な工夫がされてきている。
例えば特許文献１には、信号入力、増幅器、減衰器、増幅器の順に接続構成されたスピーカ駆動回路を用い、中間にデジタル変換とアナログ変換を含んで音響を再生制御する方式が記載されている。
【０００４】
また特許文献２には、過大レベルの入力に対して、歪による音割れを最小限にしながら、出力信号を許容電力に制限することができる、携帯電話の小型スピーカ制御システムが記載されている。
【０００５】
また他には、信号入力、利得調節回路、コンプレッサ回路、利得調節回路の順に接続構成され、等価回路、濾波回路および第２のコンプレッサ回路を含むスピーカシステムといったものがある。
【０００６】
しかしながら音量や歪みへより良く対処する技術への要望があるが、かかる要望を実現するための手段は知られていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−１２２９５１号公報
【特許文献２】特開２００９−１４７７０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の実施の形態は、音量制御において音量や歪みへより良く対処することができる技術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】
上記課題を解決するために、実施形態によれば音量制御回路は、信号を増幅するように構成された第１の利得増幅器と、増幅されたこの信号を圧縮するように構成されたコンプレッサと、圧縮されたこの信号を増幅するように構成された第２の利得増幅器とを具備している。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態の構成の一例を示した概観斜視図。
【図２】実施形態にかかるデジタル放送受信機の構成を示したブロック図。
【図３】同実施形態を説明するために示す構成図と特性図の実施例。
【図４】同実施形態のコンプレッションの例を示す説明図。
【図５】同実施形態に用いられるフローチャート。
【図６】従来例１（歪みを発生させない場合）を示す図。
【図７】従来例２（音量を優先させる場合）を示す図。
【図８】従来例３（歪みと音量を両立させる場合）を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、実施形態の構成の一例を示した概観斜視図である。デジタル放送受信機１は、筐体２と、筐体２を支持するスタンド３を備えている。筐体２は前面側に液晶パネルやＰＤＰパネル等の表示パネル４が配置され、表示パネル４の背面側に表示パネル４を支持する図示しないフレームが配置されている。フレームには表示パネル４を駆動するための図示しない回路基板や電源回路が設置されている。
【００１２】
筐体２は、筐体２の前面側と上面、底面、両側側面の一部を覆う前面カバー５と、筐体２の背面側と上面、底面、両側側面の一部を覆う背面カバー６とによって外面が囲まれている。画面７は、表示パネル４の前面カバー５の窓部５ａの内側の表示部分である。デジタル放送受信機１の筐体２の背面には外部音響機器５０へ音声信号を送出するための音声出力端子８が設置されている。
【００１３】
デジタル放送受信機１の前面の下部の両側にスピーカ９が配置されている。右スピーカ９ａは、前面カバー５の前面下部の右側にあるネット状のカバー１０ａの内側に配置されている。左スピーカ９ｂは、前面カバー５の前面下部の右側にあるネット状のカバー１０ｂの内側に配置されている。なお、ネット状のカバー１０は、デジタル放送受信機１の概観デザインの都合によって、筐体２の底面側に配置されたり、背面側に配置される場合がある。スピーカ９もこれに対応して底面側や背面側に向けて配置される場合がある。また、スピーカ９の形状や設置場所によって、ネット状のカバーが利用されない場合もある。
【００１４】
デジタル放送受信機１の前面側の上部にマイクロホン１１が配置されている。マイクロホン１１は、前面カバー５の前面上部の粗中央にある開口部１２の内側に配置されている。マイクロホン１１は、いろいろな用途を持たせることができるが例えば外部音響機器５０に接続された外部スピーカ５１から放射された音声を取得し電気信号に変換する。なお、マイクロホン１１の設置位置は、前面側の上部に限るものではない。
【００１５】
リモコン１３は赤外線あるいはBluetooth（登録商標）等による無線通信を利用して、デジタル放送受信機１の操作受信部へ操作信号を送る操作機器である。
【００１６】
外部音響機器５０は、デジタル放送受信機１から送出された音声信号を受けてこの音声信号を増幅し、外部スピーカに出力する。外部スピーカ５１ａ、５１ｂは外部音響機器５０から送出された音声信号を音声に変換して音声を放出する。外部音響機器５０は、デジタル放送受信機１から複数の音声信号を受信することができる。また複数の増幅器を備えており、複数のスピーカを駆動することができる。
【００１７】
外部音響機器５０には音声入力端子５２が設けられており、この音声入力端子５２とデジタル放送受信機１の音声出力端子８の間は音声接続ケーブル５３によって接続されている。また外部音響機器５０にはスピーカ端子５４が設けられており、このスピーカ端子５４と外部スピーカ５１ａ、５１ｂの間はスピーカケーブル５５ａ、５５ｂによって接続されている。
【００１８】
図２は、実施形態にかかるデジタル放送受信機１の構成を示したブロック図である。デジタル放送受信機１は、デジタル放送を受信可能であって、画面に放送番組の映像を表示するデジタルテレビ等の受信装置である。
【００１９】
アンテナ１５は、放送局３６から送信された放送電波を受信するための地上デジタル放送あるいは衛星デジタル放送用のアンテナである。チューナ１６は、地上デジタル放送、衛星デジタル放送あるいはケーブルテレビ放送の放送信号の中から所望のチャンネルの放送信号を選局する。チューナ１６は、複数のチューナユニットから構成されており、同時に複数の放送を受信することができる。アンテナ端子１６ａはアンテナ１５が接続される端子である。
【００２０】
復調器１７は、各々のデジタル放送の変調方式に対応して復調する。地上デジタル放送の信号は、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）復調で、衛星デジタル放送の信号は、ＰＳＫ（Phase Shift Keying）復調で、ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）−ＴＳ（Transport Stream）に復調され、デコード処理部１８に出力される。
【００２１】
デコード処理部１８は、ＭＰＥＧデコーダ、映像音声デコーダ等の機能を有する。デコード処理部１８は、復調器１７から送信されたＭＰＥＧ−ＴＳデータをセクション化して、番組情報のデータをデコードする。映像ＰＥＳ（Packetized Elementary Stream）に対しては映像ＥＳ（Elementary Stream)化、音声ＰＥＳに対しては音声ＥＳ化を行って映像データ及び音声データをデコードする。また、デコード処理部１８は、記録装置１９から入力された映像データ及び音声データをデコードする。
【００２２】
記録装置１９は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）あるいはＯＤＤ（Optical Disc Drive）等を含む記録手段である。記録装置１９には情報を記録再生するためのエンコーダとデコーダが搭載されており、該エンコーダとデコーダを介してＭＰＥＧ−ＴＳデータが記録再生形態に適したフォーマットに変調されＨＤＤ、ＳＳＤあるいはＯＤＤに記録され、また再生される。再生データは、デコード処理部１８でデコードされる。
【００２３】
重畳処理部２０は、デコード処理部１８からの映像データと、バス２５を介して転送されるデータ放送やＧＵＩ（Graphical User Interface）制御部３３によるウィンドウ描画をプレーン管理して、映像データとの重ね合わせを行い、映像処理部２１に送る。
【００２４】
映像処理部２１は、表示装置２２で表示可能なフォーマット（画素数、フレーム周波数、走査方式）に変換したり、表示色を任意に調整したりして、表示装置２２に出力して映像を画面７に表示させる。
【００２５】
音声処理部２３は、デコード処理部１８から伝送されたデジタルの音声データを、スピーカ９あるいはイヤーホーンで再生可能なアナログ音声信号に変換し増幅した後、スピーカ９あるいはイヤーホーンに出力して音声を再生させる。
【００２６】
音声処理部２３は、音声信号音量制御部２４の機能を有する。音声信号音量制御部２４は、後に図３で示す２つのＧａｉｎ制御を司る。
デジタル放送受信機１は、上記した受信動作を含むその全ての動作を制御部２６によって統括的に制御されている。制御部２６はＭＰＵ（Micro Processing Unit）２７が搭載されており、バス２５を介して接続された各構成要素を制御する。
【００２７】
ＲＡＭ（Random Access Memory）２８は、制御部２６のデータ処理に必要な各種データを格納するリードライトメモリであり、映像データ等を格納するバッファメモリとして動作する。ＲＯＭ（Read Only Memory）２９は読出し専用メモリであり、ＭＰＵ２７が実行する制御のプログラムなどを格納している。
【００２８】
フラッシュメモリ３０は、書き換え可能であり、電源を切ってもデータが消えない不揮発性の半導体メモリである。フラッシュメモリ３０は、録画番組情報、録画予約情報、各種機能の設定情報等を記憶する機能を有する。
【００２９】
操作受信部３１は、操作機器３２から送信される操作信号を受信し、制御部２６に転送する。操作機器３２は、例えば、赤外線あるいはBluetooth（登録商標）等による無線通信を利用したリモコン（リモートコントローラ、remote controller）１３、有線式あるいは無線式キーボード等であり、操作信号を送出する。操作受信部３１は、これらリモコ
【００３０】
ン１３、キーボード等から操作信号を受信する。
制御部２６は、ＧＵＩ制御部３３、音声位相判定部３４の機能を有する。これらの機能は、制御部２６のＭＰＵ２７が実行するアプリケーションであり、通常はＲＯＭ２９に格納されており、使用時にはＭＰＵ２７によって読み出され実行される。
【００３１】
ＧＵＩ制御部３３は、ＧＵＩデータを生成し、この生成されたＧＵＩデータはバス２５を介して重畳処理部２０へ送信される。重畳処理部２０に送付されたＧＵＩデータは、例えば放送番組の映像データに重畳処理されたり、あるいはＧＵＩ単独画面として処理され、映像処理部２１へ伝送される。
【００３２】
音声位相判定部３４は、音量制御する過渡期など音声信号の位相のずれを判定し、このずれがある場合には、音声信号音量制御部２４に位相補性を実行させる。
（従来例）
本実施形態を比較して説明するために、先に関連する従来例を説明する。小信号として、入力レベルが全体的に小さいものや、静かなシーンなどがある。また、大信号として、入力レベルが全体的に大きいものや、爆発音などがある。
【００３３】
まず図６の従来例１は、歪みを発生させない場合を示す図である。横軸はGain制御を表し縦軸は得られる音量を表す（以下の図でも同様）。大信号でも歪みを発生させないようにすると、問題点として点線領域のように、小信号時に音量が上がらないことが挙げられる。
【００３４】
次に図７の従来例２は、音量を優先させる場合を示す図である。音量を優先させるようにすると、問題点として点線領域およびその上部のように、大信号時に音が歪むことが挙げられる。
【００３５】
そして図８の従来例３は、歪みと音量を両立させる場合を示す図である。このようにすると、問題点として点線領域のように、ボリュームを上げても音量が上がらない（コンプレッション動作領域で）、また最大許容レベルが使えないことが挙げられる。
【００３６】
（本実施形態の要部）
図３は、実施形態を説明するために示す構成図と特性図の実施例である。以下、図５に至るまで音声信号音量制御部２４を主体とする処理を説明する。Gain制御およびコンプレッションは既知の技術であり、Gain制御は信号の増幅・減衰を行う利得制御、コンプレッションは所定の振幅以上の信号を圧縮し一定振幅とする技術である。
【００３７】
例えば、図４は実施形態のコンプレッションの例を示す説明図である。まず図４（ａ）は、入力レベルがコンプレッションレベル未満の場合である。この場合は入力レベルに出力レベルが追随する。次に図４（ｂ）は、入力レベルがコンプレッションレベル以上の場合その１である。この場合は出力レベルはコンプレッションレベルに抑制される。また図４（ｃ）は、入力レベルがコンプレッションレベル以上の場合その２である。これは更に大きな入力レベルであるが、やはり出力レベルはコンプレッションレベルに抑制される。
【００３８】
さて本実施形態の構成を図３（ａ）に示す。Gain制御１（３１０）出力がコンプレッション回路（３２０）に入力され、前記コンプレッション回路（３２０）出力がGain制御２（３３０）に入力される形態となっている。
【００３９】
図３（ｂ）は本発明を用いた音量制御と音量との関係を示している。コンプレッションレベルは適宜決められる値であり、実施例においては歪みが発生するレベル以下に定めている。音量制御は0〜100までとしているがこの値も適宜決められるものとする。また、音量0以上70未満まではGain制御1によって利得制御を行い、音量70以上100まではGain制御2によって利得制御することを表しているがこの値も適宜決められるものとする。音量調整とGain制御の一例を下表に示す。このようにGain制御1とGain制御2とが役割を入れ替えて相補的に働く70を音量の分岐点と仮称する。
【００４０】
表１：音量調整に対するGain制御利得設定例
【００４１】
【表１】
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【００４２】
この結果図３（ｂ）では、次の改善点が得られた。
点線領域１：  小信号時の音量を確保できる
点線領域２：  大信号時の歪みを改善できる
点線領域３：  大信号時でも音量を上げられる
図５は、実施形態に用いられる音量の分岐点に関するゲイン制御のフローチャートである。
ステップＳ５１：  音量調整レベルを確認する。
ステップＳ５２：  高音量状態か判定する。この判定がＮｏの場合はステップＳ５３へ進み、Ｙｅｓの場合はステップＳ５５へ進む。
ステップＳ５３：  Ｇａｉｎ制御１を線形（出力を入力に追従）にしステップＳ５４へ進む。
ステップＳ５４：  Ｇａｉｎ制御２を一定にし処理を終了する。
ステップＳ５５：  Ｇａｉｎ制御１を一定にしステップＳ５６へ進む。
ステップＳ５６：  Ｇａｉｎ制御２を線形（出力を入力に追従）にし処理を終了する。
以上概要として、音声信号入力、第１ゲイン回路、抑圧回路、第２ゲイン回路、の順に接続構成されたスピーカ駆動回路を説明した。入力信号が所定レベルまでは音量調整しても歪みを発生せず、（所定レベル以上のときに）音量調整に応じて音量を大きくできる。即ち下記を並立する効果がある。
【００４３】
1)音声入力信号が小さい場合でも音量調整を大きくすることによって音量を大きくすることができ、
2)音声入力信号が大きい場合は所定のレベルまでは音量調整を大きくしても歪みが発生せず、
3)音量調整を大きくすれば音量を大きくすることが可能となる。
所定のレベルをユーザーが常用することを想定した値にする方法を採ることによって、音声入力信号の大きさに関わらず常に歪みの無い出力がえられ、かつさらに音量を大きくしたい場合には音量調整を大きくすることにより可能であり、ユーザーの利便性を向上することが可能となる。
【００４４】
１．音声信号再生装置の音量調整において入力信号の大きさに関わらず所定の音量調整位置までは歪むことなく出力させ、さらに音量を大きくした場合には音量を大きくすることを可能とする音量制御方法。
【００４５】
２．前記制御を実現するためにゲイン制御回路1、コンプレッション回路、ゲイン制御回路２の順に接続された回路を用い、歪ませることなく出力させる音量調整位置までの利得制御をゲイン制御回路１で行い、さらに音量調整を大きくした場合はゲイン調整回路２で利得制御を行う音量制御方法。
【００４６】
３．前記制御においてコンプレッションレベルは歪みが発生する音量以下に設定する音量制御方法。
実施形態の効果として、音声入力信号の大きさに関係なく所定の音量調整位置までは歪みを生じず、所定の音量調整位置を超える場合には音量を大きくすることが可能となる。
【００４７】
なお、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、この外その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
また、上記した実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜に組み合わせることにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良いものである。さらに、異なる実施の形態に係わる構成要素を適宜組み合わせても良いものである。
【符号の説明】
【００４８】
１  デジタル放送受信機
７  画面
８  音声出力端子
９  スピーカ
９ａ  右スピーカ
９ｂ  左スピーカ
１１  マイクロホン
１６  チューナ
１７  復調器
１８  デコード処理部
２３  音声処理部
２４  音声信号音量制御部
２６  制御部
２７  ＭＰＵ
２８  ＲＡＭ
２９  ＲＯＭ
３０  フラッシュメモリ
３３  ＧＵＩ制御部
３４  音声位相判定部
【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】
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