発光素子駆動装置

【課題】音声連動型イルミネーションにおいて、マイコンなどによる演算処理を伴う制御方法では音声とイルミネーション変化との間に遅延が発生し、連動感が得られない。
【解決手段】音声信号から周波数／音圧情報を得る為の低域／高域フィルタ／低域／高域振幅検出回路と、前記低域／高域振幅回路の出力を切替える切替回路と、前記切替えスイッチを制御するための固定周期の矩形波信号を出力する発信器と、前記スイッチ後の信号の放電時間を決定する放電回路と、前記出力信号を発光素子の制御信号に変換する駆動回路と、前記制御信号をイルミネーションに変換する発光素子を備えることにより、マイコン処理を削減し音とイルミネーション変化との間の遅延を短縮することを特徴とする。また、低域が支配的な音楽においては低域情報の検出比を多く、高域が支配的な音楽では高域情報の検出比を多くすることで曲全体のメロディー感を検出することを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は音声と発光素子（例えばバックライト、ＬＥＤ等）を伴う装置において、音声成分の検出および発光素子の制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年カーテレビ分野において、車の前席に限らず車の後席などにも薄型のディスプレイ装置（ＬＣＤ）が取り付けられるようになってきている。その用途として、単に映像／音楽を楽しむだけでなく、その位置関係から、天井に設けることで照明として兼用することが多くなってきている。さらに、その車体空間の中においてより快適さを増すためのムード照明のような効果、あるいは遊び感覚を増すための音楽とイルミネーションが連動するディスコ的効果が求められてきている。
【０００３】
一般に音声とイルミネーションを連動させる取り組みはカーエレクトロニクス分野だけでなく、さまざまな分野で使われている。
【０００４】
例えば、特許文献１ではシャワー装置として風呂場の空間での楽しさを表す効果として音声連動のイルミネーション効果を提案している。連動感を出す為の手段として、音楽信号のゼロクロスをゼロボルトスイッチで検出し、そのゼロクロス数をカウンタで係数しその係数結果に応じてマイコンにより発光素子の光量（明るさ）を制御している。
【０００５】
また、特許文献２は、より音声と発光素子との連動感を出すために音声信号を低域／高域フィルタおよび振幅レベル検出回路を、マイコンにより解析／演算する。その結果、音圧を発光素子の光量（明るさ）、周波数を発光色（例えば赤が高域、青が低域を意味する）に変換することにより、より音楽との連動感を与えることを提案している。
【特許文献１】特開平３−４１９１８号公報
【特許文献２】特開２００１−３２６０８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし従来のマイコンなどによる演算処理を伴う制御方法では、音声情報を視覚効果としてユーザに示す際に、マイコンで音声情報に基づいてイルミネーションの動作を算出するため、音声とイルミネーション変化との間に遅延が発生する。その結果、音声とイルミネーション変化に時間的なずれが生じるため、連動感が得られない場合が発生する。
【０００７】
そこで本発明は、音楽等の音と発光素子の連動感をより向上させるため、音声とイルミネーション変化の時間的なずれが少ない発光素子駆動装置の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために本発明の発光素子駆動装置は、バックライトなどの発光素子を制御する手段として、低域フィルタ／高域フィルタおよび振幅検出回路を通った信号を切替える回路を設け、その切替え制御として固定の周波数の矩形波を用いることで発光素子を直接制御することにより、マイコン等による演算処理時間を短縮することができ、音楽とイルミネーションの変化との遅延が解消され、より連動感のあるイルミネーション効果を実現することを特徴とするものである。また、低域と高域の音声情報の検出比率を変えることで曲全体の連動感を検出することができ、より連動感のある音声連動型イルミネーション効果を実現することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように本発明によれば、音声信号から低域／高域の音声情報をイルミネーションに変換する方式において、低域／高域の音声情報をある固定の周期のタイミングパルスにより切替え、直接発光素子を制御することにより、マイコンによる演算処理時間の削減ができ、より音楽に連動したイルミネーション効果を得ることができる。
【００１０】
また、上記タイミングパルスのＤＵＴＹを変えることにより、例えば低域が支配的な音楽においては低域音声情報をより多く検出し発光素子制御信号に変換することにより、曲全体のメロディー感が得ることができ、音楽のジャンルに応じてより音楽に連動したイルミネーション効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（実施の形態１）
図１は本発明の発光素子駆動装置の構成図の一例である。
【００１２】
図１において、１はイルミネーションを連動させる音声信号が入力される音声信号入力部、２は音声信号の低域情報（低域音声信号）を抜き取る低域フィルタ、３は音声信号の高域情報（高域音声信号）を抜き取る高域フィルタ、４は音声の低域の音圧（振幅）を検出する低域振幅検出回路、５は音声の高域の音圧（振幅）を検出する高域振幅検出回路、６は発信器７から出力され、音声の低域／高域情報を切替える制御信号である固定周期のタイミングパルス、７は低域／高域の音声情報を前記タイミングパルスＳ１にて切替える切替回路、８は前記タイミングパルスＳ１を出力する発信器、９は発光素子を駆動する駆動回路、１０は前記駆動回路８から出力される発光素子制御信号、１１は前記発光素子制御信号Ｓ６をイルミネーションに変換する発光素子、１２はダイオード、１３は抵抗、１４はコンデンサであり、切替回路６からの出力信号レベルの立下り時間を抵抗１１とコンデンサ１２にて調整する放電回路を構成している。
【００１３】
イルミネーションに連動させる音声信号が音声信号入力部１はそれぞれ低域フィルタ２、高域フィルタ３に入力される。低域フィルタ２では音声信号の低域成分のみが通過する。ここで低域成分とは、例えば、数十Ｈｚ〜３００Ｈｚである。一方、高域フィルタ３では音声信号の高域成分のみが通過する。ここで高域成分とは、例えば、１ｋＨｚ〜５ｋＨｚｚである。低域振幅検出回路４は、低域フィルタ２を通過した低域成分の音声信号を音圧情報に変換し、低域振幅信号Ｓ２として切替回路６へと出力する。また、振幅検出回路５は、高域フィルタ３を通過した高域成分の音声信号を音圧情報に変換し、高域振幅信号Ｓ３として切替回路６へと出力する。
【００１４】
切替回路６は、低域振幅信号Ｓ２または高域振幅信号Ｓ３のいずれかを選択し、出力する。低域振幅信号Ｓ２または高域振幅信号Ｓ３の選択の切替えタイミングは発信器７からある固定の周波数（数Ｈｚ〜数十Ｈｚ）の矩形波信号であるタイミングパルスＳ１により制御される。タイミングパルスＳ１がＨＩＧＨのときは切替回路６が低域振幅信号Ｓ２が入力される（ａ）側、タイミングパルスＳ１がＬＯＷのときは切替回路６が高域振幅信号Ｓ３が入力される（ｂ）側に選択するように切替回路６が構成されている。切替回路６にて選択された信号は切替振幅信号Ｓ４として、次段の放電回路（ダイオード１０、抵抗１１及びコンデンサ１２）に入力される。
放電回路に入力された切替振幅信号Ｓ４は抵抗１１（十数ｋΩ〜数百ｋΩ）、コンデンサ１２（数百μＦ）によって決められた時定数にて立下り波形が緩やかに形成される。これにより、低域振幅信号Ｓ２と高域振幅信号Ｓ３に大きな差異があっても、切替え時には緩やかな変化に変換される。その出力信号は、放電振幅信号Ｓ５として駆動回路８へＤＣ成分として供給される。駆動回路８では入力された放電振幅信号Ｓ５に基づき、発光素子９を制御する発光素子制御信号Ｓ６を出力する。例えば液晶モニタの場合、駆動回路８はインバータ回路、発光素子９はバックライトに相当し、駆動回路８ではＤＣ成分はＰＷＭ波形に変換され発光素子制御信号Ｓ６としてバックライトの調光をおこなう。
【００１５】
かかる構成によると、マイコン等によって音楽情報を検出／演算処理を行うことなく、音声信号入力手段１に入力された音声信号からの情報により直接的に発光素子９を制御することができ、音声信号と発光素子９の変化の時間的遅延が短縮でき、音声とイルミネーション変化に時間的なずれが生じず、より連動間のあるイルミネーション効果を得ることができる。
【００１６】
（実施の形態２）
図２は本発明の発光素子駆動装置の構成図の一例である。図３、図４は切替回路６において低域／高域情報を切替えるタイミングの概要を示した図である。図５は低域を多く含む音声信号においてタイミングパルスがＤＵＴＹ５０％のときのタイミングチャートである。図６は、低域を多く含む音声信号においてタイミングパルスがＤＵＴＹ９０％のときのタイミングチャートである。図７は、低域／高域を均一に含む音声信号においてタイミングパルスがＤＵＴＹ５０％のときのタイミングチャートである。
【００１７】
本実施の形態においては、図２に示すように、実施の形態１から発信器７がマイコン２１に置き換わっている。また、リモコン２２を備えており、ユーザはリモコン２２を通じてマイコン２１に任意のＤＵＴＹ比を入力することができ、前記タイミングパルスＳ１のＤＵＴＹ比を可変することができる。また、リモコン２２を用いて、ユーザは連動させる音声信号が低域を多く含むのかあるいは高域を多く含むのか判断しマイコン１６に入力することができる。
【００１８】
また、図３は、前記切替回路６を切替えるタイミングパルスＳ１のＤＵＴＹ比を表した図で、主に低域を多く含む音楽における音声とのイルミネーションの連動感を高めるタイミングパルスＳ１を示している。図４は、前記切替回路６を切替えるタイミングパルスＳ１のＤＵＴＹ比を表した図で、主に高域を多く含む音楽のイルミネーションの連動感を高めるタイミングパルスＳ１を示している。
【００１９】
音楽には曲全体のメロディーとして低域を多く含む音楽（例えばベース、ドラムなどが支配的なハードロックなど）や高域を多く含む音楽（例えば管楽器が支配的なクラッシックなど）、さらに低域／高域とを均一に含む音楽などがある。
【００２０】
音声信号入力部１に入力される音楽が低域を多く含む音楽である場合は、図３に示すように切替回路６を切替えるタイミングパルスＳ１を低域の検出割合を多くしたタイミングパルスＳ１にする。これにより、低域を多く含む音楽においては低域に対応したイルミネーション変化することができ、より音楽と連動感のあるイルミネーション効果を得ることができる。
【００２１】
音声信号入力部１に入力される音楽がクラシックなど高域を多く含む音楽である場合は、図４に示すように切替回路６を切替えるタイミングパルスＳ１を高域の検出割合を多くしたタイミングパルスＳ１にする。これにより、高域を多く含む音楽においては高域に対応したイルミネーション変化することができ、より音楽に連動したイルミネーション効果が得られる。
【００２２】
本実施の形態における発光素子駆動装置の具体的な動作について、低域を多く含む音楽である場合を例に図５、図６で説明する。図５はタイミングパルスＳ１がＤＵＴＹ５０％の場合のタイミングチャートを示したものである。図５において、１９は音声信号が低域フィルタ２を通過し振幅検出回路４を通った後の低域振幅信号、２０は高域フィルタ３を通過し振幅検出回路５を通った後の高域振幅信号である。２１は低域振幅信号Ｓ２と高域振幅信号Ｓ３が切替回路７によって切替えられたあとの切替振幅信号であり、低域を多く含む音楽の音圧／周波数情報である。２２は切替振幅信号が放電回路（ダイオード１３、抵抗１４、コンデンサ１５）を通過した後の放電振幅信号、２３はマイコンから出力される切替回路６を切替えるタイミングパルスＳ１であり、この場合ＤＵＴＹ５０％である。
【００２３】
図５に記載の放電振幅信号Ｓ５からわかるように、放電回路によって、低域／高域の切替えによる急激な変化が緩和され、イルミネーション変化としてのチラツキ感が低減できる。
【００２４】
図６はタイミングパルスＳ１がＤＵＴＹ９０％の時のタイミングチャートを示したものである。切替回路６はタイミングパルスＳ１としてＤＵＴＹ（９０％）にて切替えられる。図６からも明らかなように、放電振幅信号Ｓ５は低域振幅信号１９とほぼ同様の波形で再現できていることがわかる。また、高域を多く含む場合、タイミングパルス６のＤＵＴＹが例えば１０％にすれば同様に高域振幅信号Ｓ３を再現することができる。
【００２５】
一方、図７は低域／高域が均一に存在する音声信号においてタイミングパルス６のＤＵＴＹ５０％のタイミングチャートを示したものである。切替振幅信号Ｓ４は低域振幅信号２７と高域振幅信号２８タイミングパルスＳ１（ＤＵＴＹ比が５０％）によって切替えられたあとの信号である。放電振幅信号Ｓ５を見ると、低域および高域の情報ともに検出できていることがわかる。これにより、低域だけあるいは高域だけを検出した場合と比較して、曲全体のリズム感が検出でき、連動感のあるイルミネーション動作を得ることができる。
【００２６】
かかる構成によると、音声信号と発光素子９の変化の時間的遅延が短縮でき、音声とイルミネーション変化に時間的なずれが生じず、且つ、入力される音声信号の周波数特性に応じたイルミネーション効果を得ることができ、より連動間のあるイルミネーション効果を得ることができる。
【００２７】
尚、連動させる音楽が低域あるいは高域のどちらを多く含むかについては、その音楽のジャンルに応じてユーザがリモコン２２によって切替え制御することができる。図８は、ＯＳＤ（オン・スクリーン・ディスプレイ）とタイミングパルスＳ１の関係を表わしたものである。音楽が低域／高域が均一に構成されている際には、図８（ａ）の表示画面８１ａに表示されるＯＳＤ８２ａのようにＯＳＤバーを中央にリモコンで調整することにより、タイミングパルスＳ１がＤＵＴＹ５０％の波形でマイコン２１から出力される。図８（ｂ）の表示画面８１ｂに表示されるＯＳＤ８２ｂのように低域側にＯＳＤのバーを移動させれば、タイミングパルスＳ１も低域側が多く検出するようなＤＵＴＹ比の波形に変化する。同様に、図８（ｃ）の表示画面８１ｃに表示されるＯＳＤ８２ｃのように高域側にＯＳＤのバーを移動させれば、タイミングパルスも高域側を多く検出するようなＤＵＴＹ比の波形に変化する。すなわち、ユーザがイルミネーションと音楽との連動感を見ながら、より連動感が得られるＤＵＴＹ比にＯＳＤメニューを見ながら微調整できる。この際、マイコン２１はリモコン２２からの信号により、タイミングパルスＳ１のＤＵＴＹ比を変え固定周波数の波形を出力するだけであり、音声信号からイルミネーション（バックライト）変化に対しての遅延要因にはならない。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明にかかる発光素子駆動装置は、音楽に連動したイルミネーション効果を得ることができるものであり、音声と発光素子（例えばバックライト、ＬＥＤ等）を伴う発光素子駆動装置おいて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態１における発光素子駆動装置の構成図
【図２】本発明の実施の形態２における発光素子駆動装置の構成図
【図３】本発明の発光素子駆動装置の低域を多く含む音楽を制御する為のタイミングパルスを示した図
【図４】本発明の発光素子駆動装置の高域を多く含む音楽を制御する為のタイミングパルスを示した図
【図５】本発明の発光素子駆動装置において低域を多く含む音楽でタイミングパルスＤＵＴＹ５０％におけるタイミングチャート
【図６】本発明の発光素子駆動装置において低域を多く含む音楽でタイミングパルスＤＵＴＹ９０％におけるタイミングチャート
【図７】本発明の発光素子駆動装置において低域／高域が均一な割合で混在する音楽でタイミングパルスＤＵＴＹ５０％におけるタイミングチャート
【図８】本発明の発光素子駆動装置において低域／高域の割合を示すＯＳＤとタイミングパルスとの関係を示す図
【符号の説明】
【００３０】
１音声信号入力部
２低域フィルタ
３高域フィルタ
４低域振幅検出回路
５高域振幅検出回路
６切替回路
７発信器
８駆動回路
９発光素子
１０ダイオード
１１抵抗
１２コンデンサ
２１マイコン
２２リモコン
８１ａ、８１ｂ、８１ｃ表示画面
８２ａ、８２ｂ、８２ｃＯＳＤ

【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声信号が入力され、前記音声信号の低域の振幅を示す低域振幅信号及び前記音声信号の高域の振幅を示す高域振幅信号を出力する低域／高域振幅信号作成手段と、
前記低域振幅信号、前記高域振幅信号及びタイミングパルスが入力され、前記タイミングパルスのｈｉｇｈ／ｌｏｗ情報に基づき、前記低域振幅信号または前記高域振幅信号のいずれかを出力する切替手段と、
前記切替手段の出力に基づき、発光素子を駆動する駆動信号を出力する駆動信号作成手段と、
を備えた発光素子駆動装置。
【請求項２】
前記低域／高域振幅信号作成手段は、
入力された音声信号の低域情報を抜き取り出力する低域フィルタと、
前記低域フィルタの出力される低域音声信号から低域振幅信号を作成する低域振幅検出回路と、
入力された音声信号の高域情報を抜き取り出力する高域フィルタと、
前記高域フィルタの出力される高域音声信号から高域振幅信号を作成する高域振幅検出回路と、
で構成されることを特徴とする請求項１に記載の発光素子駆動装置。
【請求項３】
前記駆動信号作成手段は、
前記切替手段の出力を入力するダイオードと、
前記ダイオードに並列に接続され、他方が接地された抵抗と、
前記ダイオードに並列に接続され、他方が接地されたコンデンサと、
前記ダイオードに直列に接続された駆動回路と、
で構成されることを特徴とする請求項１に記載の発光素子駆動装置。
【請求項４】
ユーザの入力を受け付けるリモコンを備え、
前記リモコンが受け付けたユーザの入力に基づき前記タイミングパルスのＤＵＴＹ比が変化することを特徴とする請求項１に記載の発光素子駆動装置。

【図１】