专利名称：声音信号控制装置和具有该装置的重放装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及对声视设备的声音信号的音质进行控制的声音信号控制。
又，有为了使登场的人物台词清晰，使用中央扬声器，附加与人的声音的频带相近的声音的情况。还有设置使声音信号中低音区域和人声的频带区域分别与其频率一致的通频带滤波器，使用对其输入进行比较的结果，分别对其频带的音量进行控制，实现与电影源等场面相应的效果。
还有，记录容量飞速增长的DVD视盘开始普及，有许多电影节目发售，在这种DVD中与视频数据一起记录的音频数据经过声音压缩为例如杜比数字式(AC-3)的5.1通道的多通道音频数据加以记录的，在将其重放时，通常利用前扬声器L、R、后扬声器L、R、中心扬声器、次低音扬声器共6台扬声器重放，可以与图像一起听取环绕声。又，作为这种音频数据，和杜比AC-3音频数据一样，作为5.1通道的多通道音频数据，有记录于DVD的dts(Digital Theater Systems)音频数据，而在其重放的情况下，通常也与杜比-AC-3一样进行。
但是在矩阵式环绕电路中，在接收有战斗场景的电影等时一旦扩散了效果音相对地台词的音量下降，台词难以听清楚或者台词的声像定位有引向图像深处的倾向。
又，附加中心扬声器的设备中，声像的定位移向该中心扬声器，与图像中声音的发生源的位置不一致，产生不和谐的感觉。例如，在电视机的机壳上设置中心扬声器的情况下，声像在图像的上方定位，与图像不一致。而且在这种中心扬声器的情况下，需要中心扬声器和驱动该中心扬声器的放大器。
又，即使是使用通频带滤波器和比较器的设备，也需要对这些部件进行控制的系统，价格昂贵而且有复杂化的倾向。
而且在电影院的音质有倍音成份偏移的倾向，与音乐重放的音质不同，因此，集音乐重放与电影重放于1台进行的家用复合设备的情况下，存在着在家庭重放不能再现电影院的气氛的问题。
而且，杜比AC-3和dts的音频数据的重放需要6台扬声器。
本发明的又一目的在于，提供即使是重放把杜比AC-3和dts的音频数据的多道音频数据与视频数据一起记录的DVD，将5.1通道混合减少通道，使用立体声的2扬声器输出的情况下也能够同样输出，同时能够利用对多通道进行判别的方法将环绕电路与带通电路自动切换到导通状态的重放装置。
为了实现这些目的，本发明的声音信号控制装置是具有环绕电路的2通道声音信号控制装置，其特征在于，设置有能够进行切换以实现或取消环绕效果的环绕电路、安装于各通道中，能够在使声音信号频带区域的中频区域以比低频区域和高频区域高的增益输出的带通接通状态与从低频区域到高频区域频率特性平坦的带通切断状态之间切换的带通电路、以及使所述环绕电路与所述带通电路连动，在接通状态与切断状态之间切换的控制部。
采用本发明，设置简单结构的电路和立体声的两个扬声器于TV监视器的两侧，从而能够得到，对于立体声电影源能够得到在电影院能够得到的轮廓清楚的声音和有广阔感觉的效果音，并且使台词定位于图像的中央，实现与图像在位置上的一致，又，在声音源上能够得到像以往一样的音质的2通道立体声的声音信号控制装置。
又，本发明的声音信号控制装置是具有环绕电路的2通道声音信号控制装置，其特征在于，设置有能够进行切换以实现或取消环绕效果的环绕电路、安装于各通道中，能够在使声音信号频带区域的中频区域以比低频区域和高频区域低的增益输出的带通接通状态与从低频区域到高频区域频率特性平坦的带通切断状态之间切换的带通电路、连接于所述各通道的输出，在进行电声变换的同时使中频区域以比低频区域和高频区域高的效率进行电声变换的扬声器，以及使所述环绕电路与所述带通电路连动，在接通状态与切断状态之间切换的控制部。
具体地说，把声音信号频带的中频区域设定于400Hz～7kHz的频带区域。
又，本发明的重放装置，具有上述的某一种声音信号控制装置，从记录视频数据同时记录音频数据的记录媒体重放音频数据，其特征在于，具有从记录媒体读出的音频数据的重放手段，所述控制部具有能够依据重放手段从记录媒体读出的音频数据使所述环绕电路与所述带通电路连动，在接通状态与切断状态之间切换的结构。
又，所述控制部具有能够在判定所示音频数据是进行了声音压缩的多通道音频数据时使所述环绕电路与所述带通电路连动，变换到接通状态的结构。
又，所述多通道音频数据是杜比数字式(AC-3)音频数据或dts音频数据。
又，本发明的重放装置能够重放的记录媒体至少有能记录视频数据同时记录多通道音频数据的DVD，其特征在于，具备判断作为记录媒体的碟片是DVD还是其他碟片的碟片判别手段、从记录媒体提取多通道音频数据同时不管原数据的通道数目，进行混合减少通道数目为2通道后输出的解码器、判断所提取的多通道音频数据的类别的判别手段、能够在有环绕效果的状态和没有环绕效果的状态之间切换的环绕电路、安装于各通道中，能够在使声音信号频带区域的中频区域以比低频区域和高频区域高的增益输出的带通接通状态与从低频区域到高频区域频率特性平坦的带通切断状态之间切换的带通电路、以及使所述环绕电路与所述带通电路连动，在接通状态与切断状态之间切换的控制部，所述控制部具有能够在判定音频数据是多通道音频数据时使所述环绕电路与所述带通电路连动，切换为接通状态的结构。
图2是本发明实施形态1的带通电路的频率特性图。
图3是本发明实施形态2的扬声器输出的音响频率特性的概念图。
图4是本发明实施形态3的重放装置的结构图。
图5是本发明实施形态3的控制部的流程图。
图6是具备环绕电路的已有的音频设备的结构图。
本发明的最佳实施方式下面根据
图1～图4对本发明各实施形态加以说明。
与表示已有技术的例子的图6具有相同的作用的部件标以相同的符号进行说明。
实施形态1图1表示本发明实施形态1的声音信号控制装置。由于右通道与左通道的结构相同，下面举右通道为例进行说明。
在矩阵式环绕电路1的前级设置带通电路11R。该带通电路11R在放大器7R上连接由用于高频段截止的电阻与电容器构成的第1反馈电路12和由用于低频段截止的电阻与电容器构成的第2反馈电路13，带通特性用晶体管14R的导通/截止切换。
图2表示带通电路11R的频率特性。
在使晶体管14R截止的带通截止状态下，如实线15所示，表示从低频区域到高频区域频率特性显示出平坦的频率特性，在使晶体管14R导通的带通导通状态下，如虚线16所示，使以1kHz为中心的中频区域比高频及低频区域以高+5dB的增益输出。
具体地说，在带通导通状态下如图2所示，与带通截止状态下从低频区域到高频区域频率特性是平坦的频率特性的情况相比，在1kHz增益只提高5dB，具有从带通截止状态的平坦的频率特性上升3dB的增益的频带宽度为下限频率400kHz，上限频率7kHz，可以说该带通电路11R的频率特性是使400Hz～7kHz的中频区域以比低频区域和高频区域高的增益输出。
晶体管14R的导通/截止由执行产生环绕效果的通/断控制的控制部3执行。
控制部3具有如下所述的结构。
通常的音乐信号的重放状态，一旦开关2处于断开的状态，场效应晶体管4即处于截止状态，矩阵式环绕电路1的环绕效果也处于中断状态，同时晶体管14也处于截止状态，带通电路11R的频率特性为如实线15所示的平坦的频率特性。因此，输入放大器7R的音乐信号从低频区域到高频区域均匀放大，由扬声器10R按原来的频率特性进行音响变换。
电影来源等的视频系统的立体声信号重放时，一旦接通开关2，场效应晶体管4就处于导通状态，矩阵式环绕电路1的环绕效果出现，同时晶体管14导通，带通电路11R的频率特性如虚线16所示，仅在中频区域以高出5dB的增益输出。因此，利用带通电路11R使台词和电影中的战斗场景中的爆炸和子弹的声音中的高频谐波成份增加，形成像电影院那样的轮廓清晰的声音，人的声音听起来有声像定位于左右扬声器中央前方的听取者的前方的感觉，战斗场景中有动听的音质，同时在矩阵式环绕电路1有环绕效果，但是台词的声像定位不是定位于画面的深处的位置上，而是声像定位与图像一致，对于前出的听取者有声场广阔，爆发音、直升飞机的声音逼真的感觉。
这样，采用本实施形态，设置简单结构的电路和立体声的两个扬声器于TV监视器的两侧，从而能够得到，在立体声电影源能够得到在电影院能够得到的轮廓清楚的声音和有广阔感觉的效果音，并且使台词定位于图像的中央，实现与图像在位置上的一致，又，在音乐源的情况下能够得到像以往一样的音质。
实施形态2实施形态2与实施形态1扬声器10R、10L的频率特性及带通电路11R、11L的频率特性不同。其他的和实施形态1相同。
最好是实施形态1的扬声器10R、10L的频率特性从低频带到高频带尽量平坦，而该实施形态2的扬声器10R、10L的音响频率特性如图3的虚线17所示，在以1kHz为中心的中频带以比高频带和低频带高的效率进行电-声变换。
可以改变第1、第2反馈电路12、13的电容器和电阻器的常数，以使带通电路11R、11L的频率特性如图3的虚线18所示，在以1kHz为中心的中频带以比高频带和低频带低的增益输出。
由于采取这样的结构，在重放通常的音乐信号时，利用控制部3预先使晶体管14导通，使场效应晶体管4截止。这时进入放大器7R的音乐信号在中频带以比低频带和高频带低的增益输出，而扬声器10R一边的音响频率特性由于以高效率对中频带进行音响变换，从扬声器10R输出的音响的频率特性如图3的实线19所示，是从低频带到高频带都平坦的合成频率特性。
在重放电影源等可视(visual)系列的立体声信号时，将开关2切换到接通状态后利用控制部3将晶体管14切断，而使场效应晶体管处于导通状态，音乐信号即以中频带高出5dB的频率特性从扬声器10R、10L输出。
借助于此，台词和电影中的战斗场景中的爆炸和子弹的声音的高次谐波增加，形成像电影院那样的轮廓清楚的声音，人的声音听起来好像是定位于处在左右扬声器中央前方的收听者的前方，战斗场景的声音很有真实感。而且矩阵式环绕电路1具有环绕效果的台词的声像不是定位于画面深处的位置上，而是具有与图像一致的定位，使前出的收听者感觉到广阔的声场，而且爆发音和直升飞机的声音更加逼真。
这样利用简单的电路结构和在电视监视器(TVmonitor)的两侧设置立体声的两个扬声器，可以在立体声电影源得到在电影院能够得到的那样的轮廓清楚的声音和有广阔声场感觉的声音效果，并且能够实现在图像的中央台词定位与图像的位置的一致，而对于音乐源则能够得到向来能够得到的音质。
实施形态3
图4和图5表示实施形态3。
该图4是具有实施形态1的声音信号控制装置的录放装置。在实施形态1，开关2用手动方法操作，而在本实施形态3则不必进行这样的手动操作。
与实施形态1相同之处标以相同的符号加以说明。
本图4所示的录放装置是能够重放DVD、VIDEO-CD(下称VCD)、CD-DA等光盘20这样的记录媒体的装置。VCD与CD-DA具有相同物理结构的CD标准，下面以两者的总称CD加以说明。
激光头22通过内藏的物镜对由主轴电动机21旋转驱动的光盘20的记录面照射光线，检测从记录面反射的光线，读出光盘20记录的信息数据。
激光头22的检测信号由RF放大器23放大，伺服兼盘片判别手段24根据RF放大器23输出的信号判断光盘20是DVD还是CD，进行激光头22的聚焦控制、跟踪伺服、主轴电动机21的主轴伺服等各种控制。
25是译码器，有视频译码器(未图示)和音频译码器26。音频译码器26在从RF放大器23输入的音频数据是多通道音频数据的情况下进行混合减少通道数目，成为L、R2通道立体声信号输出。
在这里，在译码器25把所述光盘判定为DVD的情况下，为了判断与视频数据一起记录的音频数据的种类，把输入音频译码器26的数据读入控制部27，根据读入的信息判别在DVD上记录的控制信息的识别码。也就是对MPEG2音频数据、杜比-AC-3音频数据、dts音频数据的声音压缩的记录方式的类别进行判别。
利用音频译码器26减少通道混合为2通道输出的L、R各通道的数据被输入带通电路11R、11L。
对于音频译码器26的输出，带通电路11R、11L能够在以音频信号的输出中中频带的增益高于低频带和高频带的增益的带通接通状态和从低频带到高频带以平坦的频率特性输出的带通切断状态之间切换。
带通电路11R、11L的输出被输入矩阵式环绕电路1。矩阵式环绕电路1具备能够在对带通电路11R、11L的输出加以环绕效果后输出的接通状态和不附加环绕效果输出的切断状态之间切换的结构。
通过矩阵式环绕电路1的带通电路11R的输出通过放大器9R由扬声器10R重放，通过矩阵式环绕电路1的带通电路11L的输出通过放大器9L由扬声器10L重放。
所述控制部27对伺服兼盘片判别手段24收集光盘判别结果信息，同时进行光盘20重放的重放控制，对译码器25，利用上面所述的从读入的信息判别DVD上记录的控制信息的识别码的方法判别音频数据的类别，依据对其记录方式的判别设定音频数据的译码方式，对带通电路11R、11L及矩阵环绕电路1利用下述控制设定ON、OFF，在显示部28显示所述ON、OFF状态。又，控制部27具有能够实施收集操作部29的未图示出的ON开关与OFF开关的按压信息，实施带通电路11R、11L及矩阵式环绕电路1的切换的结构。
在这里，一旦设定光盘20，伺服兼盘片判别手段24就利用主轴电动机21使光盘20旋转，激光头22通过内藏的物镜照射光线，并检测从记录面反射的光线，根据由RF放大器23放大的输出将光盘区别为DVD与CD，向控制部27输出其判别结果。
RF23的输出被输入译码器25，在光盘20是DVD的情况下，由音频译码器26将输入的数据读入控制部27，从读入的信息判别DVD上记录的控制信息的识别码，以此判别所记录的记录方式的类别。控制部27根据该记录方式的判别结果在音频译码器26设定译码方式。然后，由控制部27设定译码方式的音频译码器26在多通道的情况下将RF放大器23的输出混合减少通道数目，译码为2通道的立体声声音信号。
音频译码器26的输出被输入各带通电路11R、11L，控制部27利用下述控制设定为ON的情况下，音频译码器26的输出是音频信号频带的中频带输出增益高于低频带和高频带的增益。在设定为OFF的情况下音频译码器26的输出是从音频信号频带的低频带到高频带具有平坦的频率特性的输出。带通电路11R、11L的输出被输入矩阵式环绕电路1，在控制部27利用下述控制设定为ON的情况下，对带通电路的输出附加环绕效果后输出，而在设定为OFF的情况下则对带通电路11R、11L的输出不附加环绕效果输出。
图5表示由控制部27进行的带通电路11R、11L及矩阵式环绕电路1的控制处理流程。
控制部27在步骤S101根据从所述伺服兼盘片判别手段24取得的光盘判别信息判断光盘20是否DVD。在光盘是CD时下面执行步骤S102～步骤S104的流程。
在步骤S102，将带通电路11R、11L及矩阵式环绕电路1切换到切断状态，在步骤S103利用显示部28显示出切断状态。在步骤S104检测是否操作了操作部29的ON开关，在未操作的情况下重复进行步骤S102与S103。在步骤S104检测出操作了操作部的ON开关的情况下，执行步骤S105～步骤107的流程。
在步骤S105，将带通电路11R、11L及矩阵式环绕电路1切换到接通状态，在步骤S106利用显示部28显示出接通状态。在步骤S107检测是否操作了操作部29的OFF开关，在未操作的情况下重复进行步骤S105与S106。在步骤S107检测出操作了操作部29的OFF开关的情况下，返回步骤S102。
另一方面，在步骤S101判断为DVD的情况下，在步骤S108根据上述译码器25解析的流ID判断记录方式是否AC-3。
在步骤S108判断为光盘20的记录方式是AC-3的情况下，执行步骤105～步骤S107的流程，带通电路11R、11L及矩阵式环绕电路1自动切换为接通状态。
在步骤S108判断为光盘20的记录方式不是AC-3的情况下，在步骤S109根据记录方式判定部25解析的流ID判定记录方式是否dts。
在步骤S109判定光盘20的记录方式是dts的情况下，执行步骤S105～步骤S107的流程，带通电路11R、11L及矩阵式环绕电路1自动切换为接通状态。
在步骤S109判定光盘20的记录方式不是dts的情况下，执行步骤S102～步骤S104的流程，带通电路11R、11L及矩阵式环绕电路1自动切换为切断状态由于采用这样的结构，光盘就是DVD，在判断音频数据是以AC-3或dtc记录的情况下，带通电路11R、11L及矩阵式环绕电路1自动接通，同时显示部28显示出ON，借助于此，尽管是利用2通道的扬声器进行的音响输出，也能够得到像电影院那样的轮廓清楚的声音和有广阔声场感觉的效果音。
又，在盘片20是CD-DA或VCD，或者是DVD，但是以MPEG2的记录方式进行记录的情况下，在显示部28显示OFF，同时切断矩阵式环绕电路1及带通电路11R、11L以此重放光盘20的声音记录信息可以得到向来能够得到的音质。
又，使用者希望依据显示部28显示的ON或OFF变更设定的情况下，可以按压操作部29的ON开关或OFF开关以任意变更矩阵式环绕电路1及带通电路11R、11L的设定状态。
如上所述采用本发明，在各通道设置环绕电路和带通电路，将其串联连接于各通道，利用控制部使两个电路的特性连动，在接通状态与切断状态之间切换，由于采用这样的结构，在电视监视器的两侧设置简单的电路结构和立体声的两个扬声器，能够在立体声电影来源中得到电影院能够得到的轮廓清楚的声音和有扩展感的效果音，并能够实现在图像的中央台词与定位图像在位置上的一致，而且能够实现在音乐来源的情况下能够得到向来就有的音质的2通道立体声的声音信号控制装置。
又，在判断记录媒体上记录的音频数据是作为杜比AC-3或dts的多通道音频数据记录的数据的情况下，利用自动接通环绕电路及带通电路，尽管是利用2通道的扬声器进行的音响输出，也可以不进行任何操作就实现能够得到电影院得到的那样的轮廓清楚的声音和有广阔感觉的效果音的重放装置。
又，在记录多通道音频数据的情况下，利用使环绕电路及带通电路自动切断的方法，可以使声音记录信息的重放得到向来能够得到的音质。
权利要求
1.一种声音信号控制装置，所述装置是具有环绕电路的2通道声音信号控制装置，其特征在于，设置有能够进行切换以实现或取消环绕效果的环绕电路、安装于各通道中，能够在使声音信号频带区域的中频区域以比低频区域和高频区域高的增益输出的带通接通状态与从低频区域到高频区域频率特性平坦的带通切断状态之间切换的带通电路、以及使所述环绕电路与所述带通电路连动，在接通状态与切断状态之间切换的控制部。
2.一种声音信号控制装置，所述装置是具有环绕电路的2通道声音信号控制装置，其特征在于，设置有能够进行切换以实现或取消环绕效果的环绕电路、安装于各通道中，能够在使声音信号频带区域的中频区域以比低频区域和高频区域低的增益输出的带通接通状态与从低频区域到高频区域频率特性平坦的带通切断状态之间切换的带通电路、连接于所述各通道的输出，在进行电声变换的同时使中频区域以比低频区域和高频区域高的效率进行电声变换的扬声器，以及使所述环绕电路与所述带通电路连动，在接通状态与切断状态之间切换的控制部。
3.根据权利要求1或2所述的声音信号控制装置，其特征在于，将声音信号频带的中频区域设定于400Hz～7kHz的频带区域。
4.一种重放装置，具有权利要求1或权利要求2所述的声音信号控制装置，从记录视频数据同时记录音频数据的记录媒体重放音频数据，其特征在于，具有从记录媒体读出的音频数据的重放手段，所述控制部具有能够依据重放手段从记录媒体读出的音频数据使所述环绕电路与所述带通电路连动，在接通状态与切断状态之间切换的结构。
5.根据权利要求4所述的重放装置，其特征在于，所述控制部具有能够在判定所示音频数据是进行了声音压缩的多通道音频数据时使所述环绕电路与所述带通电路连动，变换到接通状态的结构。
6.根据权利要求5所述的重放装置，其特征在于，多通道音频数据是杜比数字式(AC-3)音频数据或dts音频数据。
7.一种重放装置，能够重放的记录媒体至少有能记录视频数据同时记录多通道音频数据的DVD，其特征在于，具备判断作为记录媒体的碟片是DVD还是其他碟片的碟片判别手段、从记录媒体提取多通道音频数据同时不管原数据的通道数目，进行混合减少通道数目为2通道后输出的解码器、判断所提取的多通道音频数据的类别的判别手段、能够在有环绕效果的状态和没有环绕效果的状态之间切换的环绕电路、安装于各通道中，能够在使声音信号频带区域的中频区域以比低频区域和高频区域高的增益输出的带通接通状态与从低频区域到高频区域频率特性平坦的带通切断状态之间切换的带通电路、以及使所述环绕电路与所述带通电路连动，在接通状态与切断状态之间切换的控制部，所述控制部具有能够在判定音频数据是多通道音频数据时使所述环绕电路与所述带通电路连动，切换为接通状态的结构。
全文摘要
本发明涉及声音信号控制装置以及具备该装置的重放装置。为了实现在立体声电影源的情况下,能够得到轮廓清楚的声音和有广阔声场感觉的声音效果,并且台词在图像的中央定位,在音乐源的情况下则能够得到向来能够得到的音质的声音信号控制装置,在各通道设置环绕电路1和带通电路11R、11L,将其串联连接于各通道,利用控制部3使两个电路1、11R、11L的特性连动,在接通状态与切断状态之间切换,在重放电影源等的立体声信号时将开关2切换到切断状态,利用控制部3使晶体管14R截止,使场效应晶体管4导通,音乐信号即以中频带增益高出的频率特性从扬声器10R、10L输出,能够得到轮廓清楚的声音和有广阔声场感觉的效果音。
文档编号G11B20/10GK1308833SQ9980817
公开日2001年8月15日 申请日期1999年7月19日 优先权日1998年7月24日
发明者中谷英次 申请人:松下电器产业株式会社