(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
オーディオ信号の信号レベルを調整するレベル調整回路であって、
デジタルオーディオ信号を処理してレベル調整を行うデジタルレベル調整回路と、
デジタルオーディオ信号をアナログオーディオ信号に変換するＤ／Ａ変換回路と、
得られたアナログオーディオ信号を処理してレベル調整を行うアナログレベル調整回路と、
を有し、
前記デジタルレベル調整回路におけるレベル調整のステップを前記アナログレベル調整回路におけるレベル調整のステップより小さくするとともに、
オーディオ信号についての出力レベルを指示するボリューム信号が所定の低レベル設定値を超える高レベルを指示する場合に、前記アナログレベル調整回路の大きなステップによる調整と、このアナログレベル調整回路における大きなステップ内における前記デジタルレベル調整回路による小さなステップによる調整とを組み合わせてレベル調整を行い、
出力信号のレベルを指示するボリューム信号が前記低レベル設定値以下の低レベルを指示する場合に、前記デジタルレベル調整回路のみにより、前記アナログ調整回路による大きなステップを超える広い範囲のレベル調整を行う、
ことを特徴とするレベル調整回路。
【請求項２】
請求項１に記載の回路において、
前記ボリューム信号が前記所定の低レベル設定値を超える高レベルを指示する場合において、前記デジタルレベル調整回路による小さなステップにより前記アナログレベル調整回路による大きなステップ分の変化が得られる度に、前記アナログレベル調整回路によるステップを変更するとともに、前記デジタルレベル調整回路における調整量を０に戻すことで、前記デジタルレベル調整回路による小さなステップの変化のみでボリューム信号の指示する出力レベルまでレベル調整を行うことを特徴とするレベル調整回路。
【請求項３】
請求項２に記載の回路において、
前記ボリューム信号が前記所定の低レベル設定値を超える高レベルを指示する場合において、最終的な出力レベルは前記デジタル調整回路による調整量を０とすることで、前記デジタル調整回路によるレベル調整は、過渡的な状態においてのみ使用することを特徴とするレベル調整回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オーディオ信号の信号レベルを調整するレベル調整回路、特にデジタルレベル調整と、アナログレベル調整の両方を行うものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、オーディオ機器においては、スピーカなどからの出力レベルを変更する必要があり、このためにボリュームつまみやボリュームボタンに応じて出力信号レベルを調整する電子ボリュームが採用されている。この電子ボリュームでは、ユーザの操作により発生したボリューム信号に応じて、アナログオーディオ信号の信号レベルをアナログ処理によって、調整している。
【０００３】
一方、オーディオ信号の処理において、ＤＳＰ（デジタル・シグナル・プロセッサ）を使用して、イコライズ処理や音場補正処理などをデジタル処理で行うようになってきている。このようなＤＳＰによるデジタル処理では、信号レベルの調整も行うことが可能であり、ボリューム信号に応じてデジタル処理でレベル調整が行われるようになってきている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように、ボリューム信号に応じたオーディオ信号レベルの調整として、アナログ処理によるものと、デジタル処理によるものがあるが、従来はこれらの内いずれかが採用されていた。本出願人は、特願平１０−２７８００８号において、アナログ処理によるレベル調整と、デジタル処理によるレベル調整を組み合わせるハイブリッドボリュームについて提案した。この出願の手法により、デジタル処理とアナログ処理を組み合わせ、デジタル処理により調整を行った後にさらに調整を必要とする場合にアナログ処理を行う。このようにして、アナログ処理とデジタル処理の特性を組み合わせ好適なレベル調整が行える。
【０００５】
しかし、アナログ処理とデジタル処理の組み合わせには、各種の手法が考えられ、必ずしも先に提案の手法が好ましいとは限らない。
【０００６】
さらに、このような回路においても、ボリュームの調整の際には、聴感上の違和感の発生を防止するため、ゼロクロスを検出して、その時点で減衰量の変更を行っていた。このため、コンパレータなどを必要とし、回路が複雑になるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、デジタル処理とアナログ処理を組み合わせ、より好適なレベル調整が行えるレベル調整回路を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、オーディオ信号の信号レベルを調整するレベル調整回路であって、デジタルオーディオ信号を処理してレベル調整を行うデジタルレベル調整回路と、デジタルオーディオ信号をアナログオーディオ信号に変換するＤ／Ａ変換回路と、得られたアナログオーディオ信号を処理してレベル調整を行うアナログレベル調整回路と、を有し、前記デジタルレベル調整回路におけるレベル調整のステップを前記アナログレベル調整回路におけるレベル調整のステップより小さくするとともに、オーディオ信号についての出力レベルを指示するボリューム信号が所定の低レベル設定値を超える高レベルを指示する場合に、前記アナログレベル調整回路の大きなステップによる調整と、このアナログレベル調整回路における大きなステップ内における前記デジタルレベル調整回路による小さなステップによる調整とを組み合わせてレベル調整を行い、出力信号のレベルを指示するボリューム信号が前記低レベル設定値以下の低レベルを指示する場合に、前記デジタルレベル調整回路のみにより、前記アナログ調整回路による大きなステップを超える広い範囲のレベル調整を行うことを特徴とする。
【０００９】
このように、所定の低レベルについて、デジタル処理によるレベル調整を行う。デジタル処理によるレベル調整は、データの圧縮によるため情報量が少なくなるが、低レベル領域ではデータ量が少なくてもあまり問題なく、デジタル処理により問題のない調整が行える。そして、レベル調整の一部をデジタル処理によるため、アナログ処理によるレベル調整のステップ数を少なくすることができ、アナログレベル調整回路の構成を簡単なものにできる。
【００１０】
また、本発明は、前記ボリューム信号が前記所定の低レベル設定値を超える高レベルを指示する場合において、前記デジタルレベル調整回路による小さなステップにより前記アナログレベル調整回路による大きなステップ分の変化が得られる度に、前記アナログレベル調整回路によるステップを変更するとともに、前記デジタルレベル調整回路における調整量を０に戻すことで、前記デジタルレベル調整回路による小さなステップの変化のみでボリューム信号の指示する出力レベルまでレベル調整を行うことを特徴とする。
【００１１】
このように、レベルの変更の際に、デジタル処理による小さなステップで徐々にレベルの変更を行う。従って、レベル変更の際に聴感上の違和感が発生することが少なく、ゼロクロスの時点でなくてもレベル変更を行うことができる。そこで、ゼロクロス検出のための回路などが不要となり、回路構成を簡略化できる。
【００１２】
また、本発明は、前記ボリューム信号が前記所定の低レベル設定値を超える高レベルを指示する場合において、最終的な出力レベルは前記デジタル調整回路による調整量を０とすることで、前記デジタル調整回路によるレベル調整は、過渡的な状態においてのみ使用することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）について、図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１は、本実施形態の構成を示すブロック図であり、各種の音源からのアナログオーディオ信号は、Ａ／Ｄ変換器１０に入力される。このＡ／Ｄ変換器１０においてアナログオーディオ信号がデジタルオーディオ信号に変換され、これがＤＳＰ１２に入力される。Ａ／Ｄ変換器１０から出力されるデジタル信号は、例えば２４ビットの信号である。このＤＳＰ１２においては、デジタルオーディオ信号について、フィルタリング処理や遅延信号の重畳などの各種の処理が行われる。ここで、このＤＳＰ１２には、マイコン１４が接続されており、このマイコン１４は、ユーザの操作に応じた各種処理についての制御信号をＤＳＰ１２に供給し、ＤＳＰ１２は、この制御信号に基づいて各種の処理を行う。
【００１５】
そして、このマイコン１４からの制御信号には、ユーザのボリューム操作に基づく出力信号レベルを制御するためのボリューム信号も含まれている。ＤＳＰ１２は、このボリューム信号に基づいて、入力されてくるデジタルオーディオ信号について、信号レベルを調整する処理を行う。すなわち、ＤＳＰ１２は、ボリューム信号により指示されるオーディオ信号の減衰量に応じて、デジタル信号を圧縮することにより、デジタル信号を減衰させる。すなわち、デジタル信号の値を小さくすることで減衰が行える。なお、この圧縮によって、有効ビット数が少なくなる。例えば、２４ビットのデジタル信号を１６ビットに圧縮すれば−４８ｄＢの減衰となる。なお、本実施形態では、このような０ｄＢから−４８ｄＢまでのような大きな減衰は、ＤＳＰ１２において行わない。
【００１６】
ＤＳＰ１２は、デジタルオーディオ信号について、ボリューム調整を含む処理を行った後、Ｌチャンネルのデジタル信号ＤＬおよびＲチャンネルのデジタル信号ＤＲを出力する。このデジタル信号ＤＬ、ＤＲは、それぞれＤ／Ａ変換器１６Ｌ、１６Ｒに供給され、ここでアナログ信号Ｌ、Ｒに変換されて、電子ボリューム回路１８Ｌ、１８Ｒに供給される。
【００１７】
この電子ボリューム回路１８Ｌ、１８Ｒは、アナログのオーディオ信号についてＤＳＰ１２から供給されるボリューム信号に基づいた減衰の処理を行う。すなわち、ＤＳＰ１２はマイコン１４から供給されたボリューム信号の内、一部をＤＳＰ１２におけるデジタル信号の圧縮処理によって行い、残りの減衰についてのボリューム信号を電子ボリューム回路１８Ｌ、１８Ｒに供給する。従って、これら電子ボリューム回路１８Ｌ、１８Ｒにおいて、必要な減衰処理が行われる。
【００１８】
この電子ボリューム回路１８Ｌ、１８Ｒは、例えば、抵抗分割型のボリュームなどで構成することができ、抵抗分割数に応じたステップで、アナログ信号を減衰した信号を出力することができる。なお、制御信号に応じてアナログ信号のレベルを調整できれば、どのような形式の電子ボリューム回路でも採用することができる。
【００１９】
ここで、この電子ボリューム回路１８Ｌ、１８Ｒによる減衰は、電圧値を分割抵抗により小さくするだけであって、デジタル処理のようにデータのビット数が減少して情報量が減少するというようなことはない。
【００２０】
そして、この電子ボリューム回路１８Ｌ、１８Ｒからの出力がスピーカ２０Ｌ、２０Ｒに供給され、調整された音量で出力される。
【００２１】
図２は、ボリュームについての処理のフローチャートである。ＤＳＰ１２は、まずマイコン１４からのボリューム信号を取り込む（Ｓ１１）。なお、実際には、イコライズなど各種の指令信号をマイコン１４から受け取り、対応した処理を行う。そして、ボリューム信号について、変更かあるかを判定する（Ｓ１２）。変更がなければ、ボリュームの変更は不要であり、処理を終了する。
【００２２】
Ｓ１２において、ＹＥＳであった場合には、変更後のボリューム目標値が所定の低レベル設定値である−ＸｄＢ（例えば、Ｘ＝４０または６０）より低いかを判定する（Ｓ１３）。この判定でＹＥＳであれば、電子ボリューム回路１８Ｌ、１８Ｒに対し、減衰量を最大（−ＳｄＢ）にセットする信号を送るとともに、残りの減衰量をＤＳＰ１２による減衰で行う（Ｓ１４）。
【００２３】
例えば、マイコンで発生するボリューム信号は、最大絞り込み−８０ｄＢ、ステップを８２ステップ（１ｄＢ／ステップ、８２ステップは−∞）とする。この場合において、例えばＸ＝４０（または６０）とし、ＤＳＰ１２における減衰量を、例えば１ステップ＝１／５ｄＢとする。
【００２４】
Ｓ１３において、ＮＯであった場合には、ボリューム信号の指示に応じて電子ボリューム回路１８Ｌ、１８Ｒにおける減衰量を設定するとともに、その設定値までの変化をＤＳＰ１２による１／５ｄＢステップの変更によって行う（Ｓ１５）。これによって、ボリュームを１ｄＢ変化させる場合にも、出力は、１／５ｄＢ毎変化する。これによって、ボリュームを変更した場合における聴感上の違和感の発生を抑えることができる。
【００２５】
そこで、ゼロクロスの検出などを行わず、ボリューム信号の変更に従って、独自のタイミングで、減衰量の変更を行うことができ、回路を簡略化することができる。
【００２６】
なお、目標値自体は、１ｄＢ毎であり、変更後の減衰量も１ｄＢ毎である。大きな変更の場合、１／５ｄＢずつＤＳＰ１２によるデジタルの減衰量変更を行い０ｄＢに戻る段階で、電子ボリューム回路１８Ｌ、１８Ｒにおける１ｄＢの変更を行う。また、−ＸｄＢをまたぐ変更があった場合にも、変更前の減衰量から目標減衰量まで必ず１／５ｄＢ毎にすることが好ましい。
【００２７】
なお、ＤＳＰ１２からのデータは、Ｄ／Ａ変換器１６Ｌ、１６Ｒ等を経て電子ボリューム回路１８Ｌ、１８Ｒに供給され、この経路において遅延が生じる。そこで、この遅延分を考慮して、ＤＳＰ１２における減衰量の調整と、電子ボリューム１８Ｌ、１８Ｒでの減衰量の調整のタイミングを合わせることが好適である。
【００２８】
このように、本実施形態においては、図３に示すように、−ＸｄＢ以下の音量調整をＤＳＰ１２におけるデジタルボリュームにより行った。ここで、−ｄＢは、−４０ｄＢや−６０ｄＢというかなり音量の小さい領域に限定されている。このような領域では、デジタル信号の圧縮により、オーディオデータの一部が失われても、聴感上ほとんど問題とならない。
【００２９】
一方、０〜ＸｄＢの範囲では、電子ボリューム回路１８Ｌ、１８Ｒによるアナログによる調整と、ＤＳＰ１２によるデジタルによる過渡的な微調整を組み合わせている。これによって、デジタルによる調整は、その範囲がかなり小さい（上述の例では、最大−１ｄＢの減衰）ため、情報の劣化は非常に少なく、かつ過渡的な調整であり、目標値にボリューム調整したときには、ＤＳＰ１２による減衰量は０ｄＢになっている。従って、情報の劣化は全くない。
【００３０】
しかし、最大−３／５ｄＢの減衰であり、情報の劣化は無視できるため、目標値においてＤＳＰ１２における減衰量が０ｄＢである必要はない。
【００３１】
さらに、目標値を細かくしたシステムにおいては、微調整分をＤＳＰ１２において、受け持てばよい。
【００３２】
いずれの場合においても、ボリューム変更の際に、ＤＳＰ１２で設定された細かいステップ毎に減衰量を徐々に変更できるため、ゼロクロスなどの検出をせずに、任意のタイミングで減衰量の変更を行うことができる。
【００３３】
また、電子ボリューム回路１８Ｌ、１８Ｒによる調整は、ステップが比較的大きいため、電子ボリューム回路１８Ｌ、１８Ｒの構成が簡略化できる。例えば、抵抗分割による場合、０〜４０ｄＢの範囲を１／５ｄＢ毎のステップで調整しようとすると、２００の抵抗が必要となるが、１ｄＢ毎にすることによって、４０の抵抗ですむ。
【００３４】
このような本実施形態によるＤＳＰ１２におけるボリューム調整は、図４に示すように、−ＸｄＢまでは、０、−１／５、−２／５、−３／５、−４／５ｄＢの５段階を１ｄＢの中で繰り返す。そして、−ＸｄＢ〜−∞までは１／５ｄＢずつ減衰量が大きくなる。そして、ボリューム変更の過渡期においては、このＤＳＰ１２における減衰量調整を行う。
【００３５】
一方、電子ボリューム回路１８Ｌ、１８Ｒにおける減衰量は、図５に示すように、０ｄＢ〜−ＸｄＢまでの間１ステップ＝１ｄＢで変化し、−ＸｄＢ以下の領域では、最大の減衰量−Ｘに固定される。
【００３６】
そして、本実施形態の装置においては、ＤＳＰ１２におけるデジタル処理と、電子ボリューム回路１８Ｌ、１８Ｒにおけるアナログ処理の両方を組み合わせる。そこで、電子ボリューム回路１８Ｌ、１８Ｒでは信号レベルは１ｄＢずつ変化するが、ボリュームの変更時には、ＤＳＰ１２により信号レベルを１／５ｄＢずつ変化する。従って、ボリュームの変化は、図６に示したように１／５ｄＢステップの変化になる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、所定の低レベルについて、デジタル処理によるレベル調整を行う。デジタル処理によるレベル調整は、データの圧縮によるため情報量が少なくなるが、低レベル領域ではデータ量が少なくてもあまり問題なく、デジタル処理により問題のない調整が行える。そして、レベル調整の一部をデジタル処理によるため、アナログ処理によるレベル調整のステップ数を少なくすることができ、アナログレベル調整回路の構成を簡単なものにできる。
【００３８】
また、レベルの変更の際に、デジタル処理による小さなステップで徐々にレベルの変更を行う。従って、レベル変更の際に聴感上の違和感が発生することが少なく、ゼロクロスの時点でなくてもレベル変更を行うことができる。そこで、ゼロクロス検出のための回路などが不要となり、回路構成を簡略化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本実施形態の構成を示す図である。
【図２】  実施形態の動作を説明するフローチャートである。
【図３】  制御の手法を説明する図である。
【図４】  デジタルボリュームによる調整を説明する図である。
【図５】  アナログボリュームによる調整を説明する図である。
【図６】  デジタルおよびアナログボリュームによる調整を説明する図である。
【符号の説明】
１０  Ａ／Ｄ変換器、１２  ＤＳＰ、１４  マイコン、１６Ｌ，１６Ｒ  Ｄ／Ａ変換器、１８Ｌ，１８Ｒ  電子ボリューム回路、２０Ｌ，２０Ｒ  スピーカ。
【図１】
0003889546.tif 000002
【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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