JP2005227449A - 指向性音響スピーカを搭載したプロジェクタ、及び該プロジェクタにおける音の再生範囲制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 プロジェクタがスクリーンに対して真正面の位置に配置されない場合においても、スクリーン正面にいる視聴者位置を常に再生範囲とし、映像と音の間に不自然さが生じてしまうことを抑止できる、指向性音響スピーカを搭載したプロジェクタ、及び該プロジェクタにおける音の再生範囲制御方法を提供する。
【解決手段】 指向性音響スピーカを搭載したプロジェクタであって、プロジェクタの設置方向とスクリーンとの位置関係の情報を取得する位置関係情報取得手段と、前記位置関係情報に基づいて、前記指向性音響スピーカから放射される音波の反射波が所望の方向に向かうように前記スクリーンを回転させるための回転命令実行手段とを備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、指向性音響スピーカを搭載したプロジェクタ、及び該プロジェクタにおける音の再生範囲制御方法に関し、特に、プロジェクタをスクリーンの正面に配置しない場合でも、音の再生範囲を設置者の意図通りに調節することができる、指向性音響スピーカを搭載したプロジェクタ、及び該プロジェクタにおける音の再生範囲制御方法に関する。

従来から、超音波に対する媒質（空気）の非線形性を利用した超音波スピーカーが、通常のスピーカーに比べてはるかに鋭い指向性を持つ可聴周波数帯の信号を再生し得ることが知られている。

構成としては、可聴周波数帯の信号源からの信号によって超音波周波数帯のキャリア信号を変調し、パワーアンプ等で増幅した後に超音波トランスデューサから有限振幅レベルの音波に変換して媒質中（空気中）に放射し、媒質（空気）の非線形効果によって元の可聴周波数帯の信号音を再生するようになっている。この場合、可聴周波数帯の再生信号の再生範囲は、超音波トランスデューサから放出軸方向へのビーム状の範囲となる（例えば、特許文献１参照）。

一方、プロジェクタの利用形態として、以前はスクリーン正面への配置が主流であったが、近年では、オートキーストーンなどの技術により、設置時の利便性が向上しており、必ずしもスクリーンに対して真正面の位置に配置されるとは限らない状況となっている。

超音波スピーカーからのビーム状の再生音はスクリーンにより反射されるが、この場合、利用者が意図しない範囲に向けての音の再生となってしまい、映像と音の間に不自然さが生じてしまう場合がある。
特開昭５８−１１９２９３号公報

本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、本発明は、プロジェクタがスクリーンに対して真正面の位置に配置されない場合においても、スクリーン正面にいる視聴者位置を常に再生範囲とし、映像と音の間に不自然さが生じてしまうことを抑止できる、指向性音響スピーカを搭載したプロジェクタ、及び該プロジェクタにおける音の再生範囲制御方法を提供することを目的とする。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の指向性音響スピーカを搭載したプロジェクタは、指向性音響スピーカを搭載したプロジェクタであって、プロジェクタの設置方向とスクリーンとの位置関係の情報を取得する位置関係情報取得手段と、前記位置関係情報に基づいて、前記指向性音響スピーカから放射される音波の反射波が所望の方向に向かうように前記スクリーンを回転させるための回転命令実行手段とを備えることを特徴とする。
このような構成により、プロジェクタ設置方向とスクリーンとの位置関係から、プロジェクタの投影軸とスクリーン平面との角度情報を取得し、スクリーン側を適切な角度で微小回転させることにより、スクリーンによる反射音波が適切な位置に届くようにする。
これにより、プロジェクタがスクリーンに対して真正面の位置に配置されない場合においても、プロジェクタから放射されスクリーンで反射される音波が、視聴者の位置で適切に再生される（視聴者が音の再生範囲に入る）ように調整でき、映像と音の間に不自然さが生じてしまうことを抑止できる。

また、本発明の指向性音響スピーカを搭載したプロジェクタは、前記指向性音響スピーカが超音波スピーカであり、スクリーンへの投影映像を生成する映像生成部と、映像の投影を行う投影光学系と、外部から入力される音声および映像信号を再生する音声／映像信号再生部と、プロジェクタの投影軸とスクリーン平面との角度情報を取得するセンサ情報取得部と、前記センサ情報取得部からの角度情報を基に、回転角度情報を生成する回転角算出部と、前記回転角算出部により算出された回転角度情報を回転命令として送出する回転命令実行部とを備えることを特徴とする。
このような構成により、プロジェクタに搭載した超音波スピーカから放射する超音波をスクリーンで反射させて音を再生する場合に、センサ情報取得部により、プロジェクタの投影軸とスクリーン平面との角度情報を取得し、回転角算出部により、センサ情報取得部からの角度情報を基に、スクリーンを回転制御する回転角度情報を生成し、回転命令実行部により、回転角算出部で算出された回転角度情報を回転命令としてスクリーン側に送出する。
これにより、プロジェクタでは、プロジェクタの投影軸とスクリーン平面との角度情報を取得し、スクリーン側を適切な角度で微小回転させることができ、プロジェクタがスクリーンに対して真正面の位置に配置されない場合においても、プロジェクタから放射されスクリーンで反射される音波が、視聴者の位置で適切に再生される（視聴者が音の再生範囲に入る）ように調整でき、映像と音の間に不自然さが生じてしまうことを抑止できる。

また、本発明の指向性音響スピーカを搭載したプロジェクタは、指向性音響スピーカを搭載したプロジェクタであって、プロジェクタの設置方向とスクリーンの前面に配置された透明反射板との位置関係の情報を取得する位置関係情報取得手段と、前記位置関係情報に基づいて、前記指向性音響スピーカから放射される音波の反射波が所望の方向に向かうように前記透明反射板を回転させるための回転命令実行手段とを備えることを特徴とする。
このような構成により、スクリーンの位置は固定のままとし、スクリーンの前面に、音波を反射する透明反射板を設け、この透明反射板をプロジェクタからの指示により微小回転させることにより、プロジェクタから放射される音波を所望の方向に向けて反射させる。
これにより、スクリーンの前面に透明反射板を配置することで、従来のスクリーンをそのまま利用して、プロジェクタから放射される音波が、視聴者の位置で適切に再生される（視聴者が音の再生範囲に入る）ようにでき、映像と音の間に不自然さが生じてしまうことを抑止できる。

また、本発明の指向性音響スピーカを搭載したプロジェクタは、前記スクリーンまたは前記透明反射板の平面における横方向または縦方向のいずれか一方または双方の垂直平面内で、それらを回転させることにより、前記指向性音響スピーカから放射される音波の反射波が所望の方向に向かうように調整する手段を備えることを特徴とする。
このような構成により、スクリーンまたは透明反射板の平面を自由な方向に調節することができる。
これにより、プロジェクタから放射される音波が、視聴者の位置で適切に再生される（視聴者が音の再生範囲に入る）ように調整でき、映像と音の間に不自然さが生じてしまうことを抑止できる。

また、本発明の指向性音響スピーカを搭載したプロジェクタは、前記スクリーンまたは前記透明反射板を回転するのに代えて、前記指向性音響スピーカを、その放射軸を基準に回転させる手段を備えることを特徴とする。
このような構成により、スクリーンまたは透明反射板を固定位置のままとし、プロジェクタに搭載された超音波スピーカなどを、その放射軸を基準に回転させる。
これにより、スクリーンまたは透明反射板を固定位置としたままで、プロジェクタから放射される音波が、視聴者の位置で適切に再生される（視聴者が音の再生範囲に入る）ように調整でき、映像と音の間に不自然さが生じてしまうことを抑止できる。

また、本発明の音の再生範囲制御方法は、指向性音響スピーカを搭載したプロジェクタにおける音の再生範囲制御方法であって、プロジェクタの設置方向とスクリーンとの位置関係の情報を取得する位置関係情報取得手順と、前記位置関係情報に基づいて、前記指向性音響スピーカから放射される音波の反射波が所望の方向に向かうように前記スクリーンを回転させるための回転命令実行手順とを含むことを特徴とする。
このような手順により、プロジェクタ設置方向とスクリーンとの位置関係から、プロジェクタの投影軸とスクリーン平面との角度情報を取得し、スクリーン側を適切な角度で微小回転させることにより、スクリーンによる反射音波が適切な位置に届くようにする。
これにより、プロジェクタがスクリーンに対して真正面の位置に配置されない場合においても、プロジェクタから放射されスクリーンで反射される音波が、視聴者の位置で適切に再生される（視聴者が音の再生範囲に入る）ように調整でき、映像と音の間に不自然さが生じてしまうことを抑止できる。

また、本発明の音の再生範囲制御方法は、前記指向性音響スピーカを超音波スピーカとする手順と、スクリーンへの投影映像を生成する映像生成手順と、投影光学系により映像の投影を行う手順と、外部から入力される音声および映像信号を再生する音声／映像信号再生手順と、プロジェクタの投影軸とスクリーン平面との角度情報を取得するセンサ情報取得手順と、前記センサ情報取得手順による角度情報を基に、回転角度情報を生成する回転角算出手順と、前記回転角算出手順により算出された回転角度情報を回転命令として送出する回転命令実行手順とを含むことを特徴とする。
このような手順により、プロジェクタに搭載した超音波スピーカから放射する超音波をスクリーンで反射させて音を再生する場合に、プロジェクタの投影軸とスクリーン平面との角度情報を取得し、この角度情報を基に、スクリーンを回転制御する回転角度情報を生成し、この回転角度情報を回転命令としてスクリーン側に送出する。
これにより、プロジェクタでは、プロジェクタの投影軸とスクリーン平面との角度情報を取得し、スクリーン側を適切な角度で微小回転させることができ、プロジェクタがスクリーンに対して真正面の位置に配置されない場合においても、プロジェクタから放射されスクリーンで反射される音波が、視聴者の位置で適切に再生される（視聴者が音の再生範囲に入る）ように調整でき、映像と音の間に不自然さが生じてしまうことを抑止できる。

また、本発明の音の再生範囲制御方法は、指向性音響スピーカを搭載したプロジェクタにおける音の再生範囲制御方法であって、プロジェクタの設置方向とスクリーンの前面に配置された透明反射板との位置関係の情報を取得する位置関係情報取得手順と、前記位置関係情報に基づいて、前記指向性音響スピーカから放射される音波の反射波が所望の方向に向かうように前記透明反射板を回転させるための回転命令実行手順とを含むことを特徴とする。
このような手順により、スクリーンの位置は固定のままとし、スクリーンの前面に、音波を反射する透明反射板を設け、この透明反射板をプロジェクタからの指示により微小回転させることにより、プロジェクタから放射される音波を所望の方向に向けて反射させる。
これにより、スクリーンの前面に透明反射板を配置することで、従来のスクリーンをそのまま利用して、プロジェクタから放射される音波が、視聴者の位置で適切に再生される（視聴者が音の再生範囲に入る）ようにでき、映像と音の間に不自然さが生じてしまうことを抑止できる。

また、本発明の音の再生範囲制御方法は、前記スクリーンまたは前記透明反射板の平面における横方向または縦方向のいずれか一方または双方の垂直平面内で、それらを回転させることにより、前記指向性音響スピーカから放射される音波の反射波が所望の方向に向かうように調整する手順を含むことを特徴とする。
このような手順により、スクリーンまたは透明反射板の平面を自由な方向に調節することができる。
これにより、プロジェクタから放射される音波が、視聴者の位置で適切に再生される（視聴者が音の再生範囲に入る）ように調整でき、映像と音の間に不自然さが生じてしまうことを抑止できる。

また、本発明の音の再生範囲制御方法は、前記スクリーンまたは前記透明反射板を回転するのに代えて、前記指向性音響スピーカを、その放射軸を基準に回転させる手順を含むことを特徴とする。
このような手順により、スクリーンまたは透明反射板を固定位置のままとし、プロジェクタに搭載された超音波スピーカなどを、その放射軸を基準に回転させる。
これにより、スクリーンまたは透明反射板を固定位置としたままで、プロジェクタから放射される音波が、視聴者の位置で適切に再生される（視聴者が音の再生範囲に入る）ように調整でき、映像と音の間に不自然さが生じてしまうことを抑止できる。

次に本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明による指向性音響スピーカを搭載したプロジェクタの構成例を示すブロック図である。
音声／映像信号再生部１０１は、例えば、ＤＶＤプレーヤなどの再生装置や、外部から入力されるビデオ信号を再生する装置であり、キャリア波発振源１０２は、超音波周波数帯の信号を生成する。変調器１０３は、キャリア波発振源１０２からのキャリア波信号を、可聴周波数波発振源からの可聴周波数波信号で変調し、変調信号を生成する。パワーアンプ１０４は変調信号を増幅する。超音波トランスデューサ１０５は、パワーアンプ１０４により増幅された変調信号を有限振幅レベルの音波に変換して媒質中（空気中）に放射する。

映像生成部２０１は、投影映像の生成、センサ情報取得部２０２からの情報によりオートキーストーン処理を実行する。投影光学系２０３は、投影映像をスクリーンに投影する。

センサ情報取得部（位置関係情報取得手段）２０２は、プロジェクタの投影軸とスクリーン平面との角度情報を取得する。例えば、オートキーストーン技術等に用いられているカメラセンサ等の角度情報の取得技術を用いることができる。なお、角度情報を取得する具体的な一例について後述する。

回転角算出部２０４は、プロジェクタの投影軸とスクリーン平面との角度情報を基に、スクリーン３００に対する回転角度情報を生成する。
回転命令実行部２０５は、回転角算出部２０４により算出された回転角度情報をスクリーン３００側へ回転命令として送出する。

図２は、本発明によるプロジェクタ１００とスクリーン３００の機器配置例を示したものである。スクリーン３００は、横方向のＸ軸駆動部３０１、縦方向のＹ軸駆動部３１０を有し、スクリーン３００を各軸方向の垂直面内で回転（角度調整）可能に構成されており、この角度調整はプロジェクタ１００からの命令により実行される。

図３は、スクリーン３００の回転制御について説明するための図である。スクリーン３００は、Ｘ軸駆動部（例えば、ギヤモータなど）３０１と、Ｙ軸駆動部３１０により、２軸で回転駆動される。また、Ｘ軸の回転角度はＸ軸回転検出センサ（ロータリエンコーダなど）により検出され、Ｙ軸の回転角度はＹ軸回転検出センサ（ロータリエンコーダなど）３１１により検出される。

スクリーン制御部３２０は、プロジェクタ１００の回転命令実行部２０５から送信される「回転制御命令」を受信し、スクリーン３００が指示された角度になるように、Ｘ軸駆動部３０１とＹ軸駆動部３１０を駆動する。また、スクリーン制御部３２０は、Ｘ軸回転検出センサ３０２、Ｙ軸回転検出センサ３１１により検出されたセンサ情報（角度情報）をプロジェクタ１００内のセンサ情報取得部２０２に送信する

なお、スクリーン３００はプロジェクタ１００からの回転制御命令により、スクリーン側が自動的に回転制御されるが、スクリーン３００とプロジェクタ１００との通信接続は、無線またはケーブルなどに通信接続される。また、スクリーン側には初期位置を情報として設定することができるようにする。

図４は、音場調節機能のイメージを示す図である。図４（ａ）は、通常の場合として、スクリーンに対してプロジェクタ１００がある角度を持って配置された場合の再生音の範囲を示してある。この例では、スクリーン３００の反射音波の範囲に、スクリーン正面に位置する視聴者が入っていないことがわかる。つまり、視聴者の位置では音は最適な状態で再生されないことになる。これに対して、図４（ｂ）に示すように、スクリーンが回転する（回転角度の算出については後述）ことにより、視聴者の位置が再生範囲に入ることになる。

次に、図１に示す基本構成を持つプロジェクタを用いて、プロジェクタに搭載された指向性音響スピーカの再生範囲を適切な範囲に調節する一連の流れについて、図５を参照して説明する。なお、超音波スピーカの原理については、よく知られており、ここでは、本発明に直接関係する、センサ情報取得部２０２、回転角算出部２０４、回転命令実行部２０５の動作を中心に説明する。なお、センサから得られる角度情報の定義はどこを基準としてもよいが、図５に示す例ではスクリーン平面軸の軸より左側を基準とし、半時計周り側を正値として定義しておく。また、説明の便宜上、スクリーン平面の横方向の垂直平面でのみの調節方法を記載するが、スクリーン平面の縦方向の垂直平面でも同様に調節が可能である。

スクリーンへの回転制御命令は、以下の手順にて処理される。
手順１として、センサ情報取得部２０２により、プロジェクタ１００の投影軸とスクリーン平面との角度情報を取得する。なお、センサ情報取得部２０２では前回の角度情報と異なる場合のみ以降の処理を行うものとする。

手順２として、この角度情報（ここではθ度とする）から、回転角算出部２０４にて、スクリーン側の回転角度を算出する。図５に示すように、スクリーン側を（９０度−θ）／２だけ回転することにより、視聴者位置を再生範囲とすることができる。

手順３として、回転命令実行部２０５により、スクリーン３００側へ回転制御命令を送信する。

手順４として、スクリーンが指定角度だけ回転する。

手順５として、センサ情報取得部２０２では新たにスクリーン３００とプロジェクタ１００との位置情報を取得し、映像生成部にてオートキーストーン処理が実行される。
以上説明した、手順１〜手順５を繰り返し処理することで、目的とする機能を実現する。

また、図６は、本発明による指向性音響スピーカを搭載したプロジェクタを使用する他の実施の形態を示す図である。
図６に示す例では、スクリーン３００は固定位置のままとし、スクリーン３００の前面に、音波を反射する透明反射板４００を配置し、この透明反射板４００をプロジェクタ１００からの指示により回転させることにより、プロジェクタ１００から放射される音波を所望の方向に向けて反射させるようにしたものである。

この例では、スクリーン３００の前面に透明反射板４００を配置することで、従来のスクリーンをそのまま利用できる利点がある。

なお、スクリーン３００または透明反射板４００を回転するのに代えて、超音波トランスデューサ１０５で構成される超音波スピーカを、プロジェクタの放射軸を基準に回転させることにより、音の再生範囲を制御することも可能である。

この方法によれば、スクリーン３００または透明反射板４００を固定位置のままで、プロジェクタから放射されスクリーン３００または透明反射板４００で反射される音波が、視聴者の位置で適切に再生される（視聴者が音の再生範囲に入る）ように調整でき、映像と音の間に不自然さが生じてしまうことを抑止できる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の指向性音響スピーカを搭載したプロジェクタは、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明においては、プロジェクタから放射されスクリーンまたは透明反射板で反射される音波が、視聴者の位置で適切に再生される（視聴者が音の再生範囲に入る）ように調整できる効果があるので、本発明は、指向性音響スピーカを搭載したプロジェクタ、及び該プロジェクタにおける音の再生範囲制御方法などに適用できる。

本発明による指向性音響スピーカを搭載したプロジェクの構成例を示す図。 プロジェクタとスクリーンの機器配置例を示す図。 スクリーンの回転制御について説明するための図。 音場調節機能のイメージを示す図。 音場調節機能の動作原理を説明するための図。 指向性音響スピーカを搭載したプロジェクの他の構成例を示す図。

符号の説明

１００…プロジェクタ、１０１…音声／映像信号再生部、１０２…キャリア波発振源、１０３…変調器、１０４…パワーアンプ、１０５…超音波トランスデューサ、１１０…超音波スピーカ、２０１…映像生成部、２０２…センサ情報取得部、２０３…投影光学系、２０４…回転角算出部、２０５…回転命令実行部、３００…スクリーン、３０１…Ｘ軸駆動部、３０２…Ｘ軸回転検出センサ、３１０ …Ｙ軸駆動部、３１１…Ｙ軸回転検出センサ、３２０…スクリーン制御部、４００…透明反射板

Claims (10)

1. 指向性音響スピーカを搭載したプロジェクタであって、
   プロジェクタの設置方向とスクリーンとの位置関係の情報を取得する位置関係情報取得手段と、
   前記位置関係情報に基づいて、前記指向性音響スピーカから放射される音波の反射波が所望の方向に向かうように前記スクリーンを回転させるための回転命令実行手段と
   を備えることを特徴とする指向性音響スピーカを搭載したプロジェクタ。
2. 前記指向性音響スピーカが超音波スピーカであり、
   スクリーンへの投影映像を生成する映像生成部と、
   映像の投影を行う投影光学系と、
   外部から入力される音声および映像信号を再生する音声／映像信号再生部と、
   プロジェクタの投影軸とスクリーン平面との角度情報を取得するセンサ情報取得部と、
   前記センサ情報取得部からの角度情報を基に、回転角度情報を生成する回転角算出部と、
   前記回転角算出部により算出された回転角度情報を回転命令として送出する回転命令実行部と
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の指向性音響スピーカを搭載したプロジェクタ。
3. 指向性音響スピーカを搭載したプロジェクタであって、
   プロジェクタの設置方向とスクリーンの前面に配置された透明反射板との位置関係の情報を取得する位置関係情報取得手段と、
   前記位置関係情報に基づいて、前記指向性音響スピーカから放射される音波の反射波が所望の方向に向かうように前記透明反射板を回転させるための回転命令実行手段と
   を備えることを特徴とする指向性音響スピーカを搭載したプロジェクタ。
4. 前記スクリーンまたは前記透明反射板の平面における横方向または縦方向のいずれか一方または双方の垂直平面内で、それらを回転させることにより、前記指向性音響スピーカから放射される音波の反射波が所望の方向に向かうように調整する手段を
   備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の指向性音響スピーカを搭載したプロジェクタ。
5. 前記スクリーンまたは前記透明反射板を回転するのに代えて、前記指向性音響スピーカを、その放射軸を基準に回転させる手段を
   備えることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の指向性音響スピーカを搭載したプロジェクタ。
6. 指向性音響スピーカを搭載したプロジェクタにおける音の再生範囲制御方法であって、
   プロジェクタの設置方向とスクリーンとの位置関係の情報を取得する位置関係情報取得手順と、
   前記位置関係情報に基づいて、前記指向性音響スピーカから放射される音波の反射波が所望の方向に向かうように前記スクリーンを回転させるための回転命令実行手順と
   を含むことを特徴とする音の再生範囲制御方法。
7. 前記指向性音響スピーカを超音波スピーカとする手順と、
   スクリーンへの投影映像を生成する映像生成手順と、
   投影光学系により映像の投影を行う手順と、
   外部から入力される音声および映像信号を再生する音声／映像信号再生手順と、
   プロジェクタの投影軸とスクリーン平面との角度情報を取得するセンサ情報取得手順と、
   前記センサ情報取得手順による角度情報を基に、回転角度情報を生成する回転角算出手順と、
   前記回転角算出手順により算出された回転角度情報を回転命令として送出する回転命令実行手順と
   を含むことを特徴とする請求項６に記載の音の再生範囲制御方法。
8. 指向性音響スピーカを搭載したプロジェクタにおける音の再生範囲制御方法であって、
   プロジェクタの設置方向とスクリーンの前面に配置された透明反射板との位置関係の情報を取得する位置関係情報取得手順と、
   前記位置関係情報に基づいて、前記指向性音響スピーカから放射される音波の反射波が所望の方向に向かうように前記透明反射板を回転させるための回転命令実行手順と
   を含むことを特徴とする音の再生範囲制御方法。
9. 前記スクリーンまたは前記透明反射板の平面における横方向または縦方向のいずれか一方または双方の垂直平面内で、それらを回転させることにより、前記指向性音響スピーカから放射される音波の反射波が所望の方向に向かうように調整する手順を
   含むことを特徴とする請求項６から８のいずれかに記載の音の再生範囲制御方法。
10. 前記スクリーンまたは前記透明反射板を回転するのに代えて、前記指向性音響スピーカを、その放射軸を基準に回転させる手順を
    含むことを特徴とする請求項６から９のいずれかに記載の音の再生範囲制御方法。
    
    

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