JP2007053609A - フラットパネルスピーカ - Google Patents

Abstract

【課題】容易に音声出力の指向性を制御することができるようにする。
【解決手段】 制御部が、振動素子３Ａを振動させずに、振動素子３Ｂを特定周波数の信号により振動させると、パネル２が左側を軸として振動されることになり、出力された音声は、矢印１１に示されるように左方向に指向性を持つ。逆に、制御部が、特定周波数の信号により振動素子３Ａを振動させ、振動素子３Ｂを振動させないようにすると、パネル２は右側を軸として振動されることになり、出力された音声は、矢印１２に示されるように右方向に指向性を持つようになる。本発明は、フラットパネルスピーカに適用することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、フラットパネルスピーカに関し、特に、容易に音声出力の指向性を制御することができるようにするフラットパネルスピーカに関する。

従来、平面パネルを振動素子により振動させるフラットパネルスピーカが存在する。このフラットパネルスピーカは、例えば、テレビジョン受像機やパーソナルコンピュータのモニタ等、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイのスピーカ（それらのモニタに表示される画像に対応する音声を出力するためのスピーカ）に適用される。

フラットパネルスピーカの具体的な構造は様々なものがあり、例えば、複数のフラットパネルスピーカをアレイ状に配置し、相互に接続することで、連結した全体の形状を変形可能とし、その形状の変化によって音声出力の指向性を制御するものがある（例えば、特許文献１参照）。

また、例えば、ハニカムコアパネルを用い、曲げ剛性の低いオーバーストレッチコアで連結することで、見かけ上１枚のパネルで複数チャンネルの音声を出力可能なものもある（例えば特許文献２参照）。

さらに、大型パネル全体に複数の独立した振動素子をとりつけ、フィルタ等を用いて信号処理を行い、ユーザの聴取地点における周波数特性を改善するようにするものもある（例えば、特許文献３参照）。

特表２００２−５０８８９７号公報 特許第３５９９６９９号公報 特開２０００−９２５７８号公報

しかしながら、例えば、特許文献２の場合、指向性を制御するためには、連結した全体の形状を物理的に変形させる必要があり、そのための機構が必要になるため、製造コストや装置規模が増大するだけでなく、例えばユーザ指示等に応じて適切に制御する機構を実現することは困難である恐れがあった。

また、例えば特許文献２の場合、音声出力の指向性（放射される音の指向性）の変化については考慮されておらず、その指向性を制御することは困難である恐れがあった。

さらに、特許文献３の場合、周波数特性を制御する等の複雑な信号処理を必要とするので、ユーザ指示等に対して、リアルタイムに指向性を制御することは困難である恐れがあった。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、容易に音声出力の指向性を制御することができるようにするものである。

本発明の一側面のフラットパネルスピーカは、振動素子でパネルを振動させることにより音声を出力するフラットパネルスピーカであって、前記パネルの互いに対向する両端付近に設けられ、前記パネルを振動させる複数の振動素子からなる振動素子対を有し、前記パネルからの出力音声の指向性を制御するように、前記振動素子対の振動を制御する制御手段を備える。

前記制御手段は、前記振動素子対の内、一方の振動素子を振動させるように制御し、他方の振動を振動させないように制御することにより、前記パネルからの出力音声を、前記他方の振動素子側に指向させるようにすることができる。

両端付近に前記振動素子対を設けた前記パネルを複数有し、前記制御手段は、前記パネル毎に前記振動素子対の振動を制御して、各パネルの出力音声の指向性をそれぞれ制御するようにすることができる。

複数の前記パネルは形状または材質が互いに異なるようにすることができる。

前記制御手段は、ユーザによるモードの指定を受け付けるユーザ指示受付手段と、前記ユーザ指示受付手段により受け付けられた前記モードの指定により指定されるモードに対応する出力音声の指向性が得られるように、振動させる振動素子を選択する選択手段とを備えるようにすることができる。

前記制御手段は、前記モード毎に、振動させる振動素子を定義するテーブル情報を保持する保持手段をさらに備え、前記選択手段は、前記保持手段により保持される前記テーブル情報を参照して、振動させる振動素子を選択するようにすることができる。

本発明の一側面においては、パネルの互いに対向する両端付近に設けられ、パネルを振動させる複数の振動素子からなる振動素子対が備えられ、パネルからの出力音声の指向性を制御するように、振動素子対の振動が制御される。

本発明の一側面によれば、音声を出力することができる。特に、容易に音声出力の指向性を制御することができる。

以下に本発明の実施の形態を説明するが、本明細書に記載の発明と、発明の実施の形態との対応関係を例示すると、次のようになる。この記載は、請求項に記載されている発明をサポートする実施の形態が本明細書に記載されていることを確認するためのものである。従って、発明の実施の形態中には記載されているが、発明に対応するものとして、ここには記載されていない実施の形態があったとしても、そのことは、その実施の形態が、その発明に対応するものではないことを意味するものではない。逆に、実施の形態が発明に対応するものとしてここに記載されていたとしても、そのことは、その実施の形態が、その発明以外の発明には対応しないものであることを意味するものでもない。

さらに、この記載は、本明細書に記載されている発明の全てを意味するものではない。換言すれば、この記載は、本明細書に記載されている発明であって、この出願では請求されていない発明の存在、すなわち、将来、分割出願されたり、補正により追加されたりする発明の存在を否定するものではない。

本発明の一側面のフラットパネルスピーカは、振動素子（例えば、図１の振動素子）でパネル（例えば、図１のパネル）を振動させることにより音声を出力するフラットパネルスピーカ（例えば、図１のフラットパネルスピーカ）であって、前記パネルの互いに対向する両端付近に設けられ、前記パネルを振動させる複数の振動素子からなる振動素子対を有し、前記パネルからの出力音声の指向性を制御するように、前記振動素子対の振動を制御する制御手段（例えば、図１の制御部）を備える。

前記制御手段は、前記振動素子対の内、一方の振動素子を振動させるように制御し、他方の振動を振動させないように制御する（例えば、図２Ａまたは図２Ｂ）ことにより、前記パネルからの出力音声を、前記他方の振動素子側に指向させる（例えば、図２Ａおよび図２Ｂの矢印）ようにすることができる。

両端付近に前記振動素子対を設けた前記パネルを複数有し（例えば、図９のパネル６１およびパネル６２）、前記制御手段は、前記パネル毎に前記振動素子対の振動を制御して、各パネルの出力音声の指向性をそれぞれ制御するようにすることができる。

複数の前記パネルは形状または材質が互いに異なる（例えば、図１４のパネル）ようにすることができる。

前記制御手段は、ユーザによるモードの指定を受け付けるユーザ指示受付手段（例えば、図１５の受信部）と、前記ユーザ指示受付手段により受け付けられた前記モードの指定により指定されるモードに対応する出力音声の指向性が得られるように、振動させる振動素子を選択する選択手段（例えば、図１５の信号選択部）とを備えるようにすることができる。

前記制御手段は、前記モード毎に、振動させる振動素子を定義するテーブル情報を保持する保持手段（例えば、図１５のパラメータマップ）をさらに備え、前記選択手段は、前記保持手段により保持される前記テーブル情報を参照して、振動させる振動素子を選択するようにすることができる。

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。

図１は、本発明を適用したフラットパネルスピーカの一実施形態に係る構成例を示す図である。

図１において、フラットパネルスピーカ１は、振動素子でパネルを振動させることにより音声を出力するスピーカである。ユーザ１０は、その立ち位置において、フラットパネルスピーカ１のパネル２が振動することにより空気を介して伝播される音の波を取得することにより、フラットパネルスピーカ１より出力される音声を聴取する。

フラットパネルスピーカ１は、振動させる平面板状のパネル２、パネル２を振動させる振動素子３Ａおよび振動素子３Ｂ、振動素子３Ａ用の配線４Ａ、振動素子３Ｂ用の配線４Ｂ、並びに、配線４Ａおよび配線４Ｂにより電気的に接続される振動素子３Ａおよび振動素子３Ｂの動作を制御することにより、音声出力および音声出力の指向性を制御する制御部５を有している。

パネル２は、例えば、アクリル、ガラス、紙、金属、石、若しくは木等に代表される各種素材、または、それらの合成素材により形成される振動板である。パネル２の形状は任意であるが、通常、平面状の板が用いられる。このパネル２は振動素子３Ａおよび振動素子３Ｂにより振動させられる。

振動素子３Ａおよび振動素子３Ｂは、例えば、コイル回路等を有し、パネル２の図中裏側の左右端付近に設けられている。振動素子３Ａおよび振動素子３Ｂは、それぞれ、配線４Ａおよび配線４Ｂを介して制御部５より供給される電気信号を振動に変換し、その振動をパネル２に伝達させる。なお、以下において振動素子３Ａおよび振動素子３Ｂを互いに区別して説明する必要のない場合、単に振動素子３と称する。また、配線４Ａおよび配線４Ｂを互いに区別して説明する必要のない場合、単に配線４と称する。

制御部５は、フラットパネルスピーカ１の外部より供給される音声信号入力に基づいて、振動素子３Ａおよび振動素子３Ｂを制御して振動させる。つまり、制御部５は、入力される音声信号を振動素子３Ａまたは振動素子３Ｂに適宜供給する。このとき、制御部５は、ユーザ指示等を受け付け、その指示に基づいて、振動素子３Ａおよび振動素子３Ｂの制御方法を決定する。

なお、パネル２に設置される振動素子３の数はいくつであってもよい。また、制御部５がパネル２上に設けられるようにしてももちろんよい。

すなわち、制御部５は、振動素子３Ａおよび振動素子３Ｂを制御することにより、音声の出力方向（指向性）を制御することができる。図２は、その指向性の制御方法の原理を説明する図である。

例えば、図２Ａに示されるように、制御部５が、振動素子３Ａを振動させず（白丸）に、振動素子３Ｂを振動させる（黒丸）と、パネル２は、図中左側が固定され、右側のみが振動することになる。従って、特定周波数の信号により振動素子３Ｂを振動させると、パネル２が図中左側を軸として振動されることになり、出力された音声は、矢印１１に示されるように図中左方向に（パネル２の中央前方に向かうように）指向性を持つようになる。

逆に、図２Ｂに示されるように、制御部５が、振動素子３Ａを振動させ（黒丸）、振動素子３Ｂを振動させない（白丸）ようにすると、パネル２は、図中右側が固定され、左側のみが振動することになる。従って、特定周波数の信号により振動素子３Ａを振動させると、パネル２は図中右側を軸として振動されることになり、出力された音声は、矢印１２に示されるように図中右方向に（パネル２の中央前方に向かうように）指向性を持つようになる。

なお、この周波数はパネル２の材質や形状等に依存する。以下に、指向性制御と周波数の関係についての具体的な実験例について説明する。

図３は、その実験に用いられる装置の構成例を示す図である。図３の場合、パネル２は、図中横方向４０ｃｍ×縦方向３０ｃｍ×奥行き２ｃｍのアクリル板である。図１と同様に、パネル２の図中裏側左右端付近に振動素子３Ａおよび振動素子３Ｂが配置されている。パネル２前方１００ｃｍ離れた位置に７本のマイク（マイク２１乃至マイク２７）を３０ｃｍ間隔で、パネル２の前面と平行な直線上に配置する。このとき、左右端から４本目のマイク２４が、パネル２の前面の中心点を通過する前面の垂直線上の、前面より１００ｃｍ前方に離れたところに位置するように配置される。

図４は、図３中左側の振動素子３Ａを、４０００Ｈｚ、２０００Ｈｚ、１０００Ｈｚ、５００Ｈｚ、２５０Ｈｚ、および１２５Ｈｚの各周波数の信号で振動させたときの、マイク２１乃至マイク２７において取得された音声の振幅レベルを示すグラフである。図４において、曲線３１に示されるように、１０００Ｈｚの信号の場合、振動素子３Ａを振動させることにより出力された音声は、マイク２７の位置が一番大きく検出することができる。すなわち、フラットパネルスピーカ１は、周波数が１０００Ｈｚの信号を出力するとき、最もその出力音声の指向性を図中右方向に傾ける（右前方に向かって出力させる）ことができる。

図５は、図３中左側の振動素子３Ｂを、４０００Ｈｚ、２０００Ｈｚ、１０００Ｈｚ、５００Ｈｚ、２５０Ｈｚ、および１２５Ｈｚの各周波数の信号で振動させたときの、マイク２１乃至マイク２７において取得された音声の振幅レベルを示すグラフである。図５において、曲線３２に示されるように、１０００Ｈｚの信号の場合、振動素子３Ｂを振動させることにより出力された音声は、マイク２１の位置が一番大きく検出することができる。すなわち、フラットパネルスピーカ１は、周波数が１０００Ｈｚの信号を出力するとき、最もその出力音声の指向性を図中左方向に傾ける（左前方に向かって出力させる）ことができる。

図６は、各周波数の信号を振動素子３Ａおよび振動素子３Ｂより出力させたときの、マイク２１乃至マイク２７において取得された音声の振幅レベルを示すグラフである。図６において、曲線３２に示されるように、１０００Ｈｚの信号の場合、振動素子３Ａおよび振動素子３Ｂを振動させることにより出力された音声は、マイク２４の位置が一番大きく検出することができる。すなわち、フラットパネルスピーカ１は、振動素子３Ａおよび振動素子３Ｂの両方を振動させることにより、パネル２の中央前方に放射される音声が最も大きくなるように制御することができる。

以上のように、１枚のフラットパネルの、上下左右等の、互いに対向する両端付近に、フラットパネルを振動させる振動素子対を設け、制御部がその振動素子対の各振動素子の動作を制御することにより、フラットパネルスピーカは、フラットパネルからの出力音声の指向性を制御することができる。なお、指向性を制御する出力音声の周波数成分は、フラットパネルの形状や材質に依存する。

次に、そのような制御を行う制御部５の構成について説明する。図７は、制御部５の内部の構成例を示すブロック図である。

図７において、制御部５は、指示受付部４１および出力選択部４２を有する。指示受付部４１は、例えばキーボードやマウス、または、リモートコントローラより送信される赤外線信号の受信部を有し、それらよりユーザ指示等を受け付け、その指示を出力選択部４２に供給する。出力選択部４１は、フラットパネルスピーカ１の外部からの音声信号入力を受け付け、指示受付部４１より供給される指示に基づいて、その音声信号を出力する振動素子３を選択する。そして、出力選択部４１は、選択した振動素子３に、音声信号を出力する。なお、この振動素子の選択は、１つであっても複数であってもよい。

図８のフローチャートを参照して、図７の制御部５により実行される制御処理の流れの例を説明する。

制御処理が開始されると、指示受付部４１は、ステップＳ１において、ユーザ指示受付処理を行い、ユーザ指示の入力を受け付け、ステップＳ２において、ユーザ指示を受け付けたか否かを判定する。ユーザ指示を受け付けていないと判定した場合、指示受付部４１は、処理をステップＳ１に戻し、それ以降の処理を繰り返す。

ステップＳ２において、ユーザ指示を受け付けたと判定した場合、指示受付部４１は、その指示を出力選択部４２に供給し、処理をステップＳ３に進める。

ステップＳ３において、出力選択部４２は、ユーザ指示に基づいて振動させる振動素子３（音声信号を供給する振動素子３）を選択し、ステップＳ４において、その選択した振動素子３に音声信号を供給することにより、選択した振動素子３付近のパネル２より音声を出力させる。ステップＳ４の処理を終了すると、制御部５は、制御処理を終了する。

以上のように、制御部５が、ユーザ指示に基づいて各振動素子３の振動を制御するように制御処理を行うことにより、ユーザは、容易に、振動させる振動素子３を選択することができる。この振動素子３のパネル２上の位置により、出力音声（パネル２前方に放射された音声）の指向性が決まるので、ユーザは、容易に出力音声の指向性を制御することができる。

なお、制御部５が同時に制御するパネル２の数は複数であってももちろんよい。また、制御部５が同時に制御する振動素子３の数もいくつであってもよい。

図９は、本発明を適用したフラットパネルスピーカの他の構成例を示す図である。

図９に示されるフラットパネルスピーカ５１は、パネル６１およびパネル６２、振動素子６１Ａおよび振動素子６１Ｂ、振動素子６２Ａおよび振動素子６２Ｂ、並びに、制御部５を有している。

振動素子６１Ａおよび振動素子６１Ｂは、パネル６１に設置され、パネル６１を振動させる振動素子であり、振動素子６２Ａおよび振動素子６２Ｂは、パネル６２に設置され、パネル６２を振動させる振動素子である。

制御部５は、２枚のパネル（４つの振動素子）の音声出力の指向性を同時に制御する。この場合、制御する振動素子の数が増えるだけで、制御部５の構成は図７に示される場合と同様であり、その制御方法も基本的に同様である。

ただし、この場合、２枚のパネルを制御することができるので、最大２つの音声を互いに異なる２方向に指向させて出力させることができる。例えば、制御部５は、図９に示されるように、パネル６１の図中右側の振動素子６１Ｂと、パネル６２の図中左側の振動素子６２Ａを振動させ、パネル６１の図中左側の振動素子６１Ａと、パネル６２の図中右側の振動素子６２Ｂを振動させないようにすることにより、パネル６１からの出力音声が矢印６３に示されるように図中左方向に指向されるようにパネル６１を振動させ、パネル６２からの出力音声が矢印６４に示されるように図中右方向に指向されるようにパネル６２を振動させることができる。

このように制御することにより、制御部５は、フラットパネルスピーカ５１の図中左前方に位置するユーザ７１と、図中右前方に位置するユーザ７２の両方に向けた音声出力を行わせることができる。つまり、制御部５は、同時に複数の方向に指向させて音声を出力させることができる。

また、本発明を適用したフラットパネルスピーカを単独で使用してもよいが、例えばモニタに表示される画像の音声を出力するスピーカとして適用するようにしてもよい。

図１０は、本発明を適用したフラットパネルスピーカの使用例を示す図である。

図１０において、フラットパネルスピーカは、複数のテレビジョン受像機を連携して動作させることができるスケーラブルTVシステムの音声出力部として使用される。

スケーラブルTVシステム８０は、９台のテレビジョン受像機（テレビジョン受像機８１乃至テレビジョン受像機８９）を３行×３列にアレイ状に配置し、必要に応じてそれらを連携して動作させるシステムである。例えば、スケーラブルTVシステム８０は、テレビジョン受像機８１乃至テレビジョン受像機８９が、それぞれの表示画面を１つの表示画面として全て使用して１枚の画像を表示したり、互いに異なる画像を表示したりする。

スケーラブルTVシステム８０を構成するテレビジョン受像機の数はいくつであってもよく、その配置は縦方向および横方向に何台ずつであってもよい。また、各テレビジョン受像機の大きさが全て同じでなくてもよい。

スケーラブルTVシステム８０は、テレビジョン受像機８１乃至テレビジョン受像機８９の動作を制御する制御部９０を有し、この制御部９０の制御により、上述したような連携した動作を行うことができる。

これらのテレビジョン受像機８１乃至テレビジョン受像機８９の表示面の前面には、それぞれ、フラットパネルスピーカ９１乃至フラットパネルスピーカ９９が重畳される。フラットパネルスピーカ９１乃至フラットパネルスピーカ９９は、それぞれ、上述したようにパネルと振動素子により構成され、図示は省略するが、いずれも制御部９０に電気的に接続され、制御部９０により制御される。

ただし、この場合、各フラットパネルスピーカのパネルは、テレビジョン受像機８１乃至テレビジョン受像機８９による画像表示の妨げとならないように、例えばアクリルやガラス等の透明な素材により構成されるのが望ましい。

このようなスケーラブルTVシステム８０において、ユーザは例えばリモートコントローラ等によりモード選択するだけでフラットパネルスピーカ９１乃至フラットパネルスピーカ９９のそれぞれより出力される出力音声の指向性を制御することができる。

例えば、１人モード、２人モード、および３人モード等、画像や音声を視聴するユーザの人数に応じて選択されるモードを設けるようにしても良い。

図１１は、１人モードの場合の出力音声の指向性を説明する図である。図１１の場合、画像や音声を視聴するユーザ１００は１人である。このモードの場合、制御部９０は、フラットパネルスピーカ９１の図中左側の振動素子、フラットパネルスピーカ９４の図中左側の振動素子、および、フラットパネルスピーカ９７の図中左側の振動素子を振動させ、フラットパネルスピーカ９１の図中右側の振動素子、フラットパネルスピーカ９４の図中右側の振動素子、および、フラットパネルスピーカ９７の図中右側の振動素子を振動させないようにすることにより、フラットパネルスピーカ９１、フラットパネルスピーカ９４、およびフラットパネルスピーカ９７より音声を矢印１０１の方向に（ユーザ１００に向かう矢印１０１の方向に指向性を有するように）出力させる。

また、制御部９０は、フラットパネルスピーカ９３の図中右側の振動素子、フラットパネルスピーカ９６の図中右側の振動素子、および、フラットパネルスピーカ９９の図中右側の振動素子を振動させ、フラットパネルスピーカ９３の図中左側の振動素子、フラットパネルスピーカ９６の図中左側の振動素子、および、フラットパネルスピーカ９９の図中左側の振動素子を振動させないようにすることにより、フラットパネルスピーカ９３、フラットパネルスピーカ９６、およびフラットパネルスピーカ９９より音声を矢印１０２の方向に（ユーザ１００に向かう矢印１０２の方向に指向性を有するように）出力させる。また、

なお、このとき、制御部９０は、フラットパネルスピーカ９３の図中左側の振動素子、フラットパネルスピーカ９６の図中左側の振動素子、および、フラットパネルスピーカ９９の図中左側の振動素子を振動させないようにする。

以上のように音声出力を制御することにより、制御部９０は、スケーラブルTVシステム８０全体の左右から（３行×３列に構成されるテレビジョン受像機９１乃至テレビジョン受像機３９の全体からみて左右から）音声が中央前方に向かって放出されるように制御することができる。これにより出力音声を聴取するユーザは、より顕著なステレオ効果を得ることができ、臨場感の大きな音声を聴取することができる。

図１２は、２人モードの場合を示している。この２人モードはスケーラブルTVシステム８０の左右前方に居る２人のユーザ１１１およびユーザ１１２に対して音声を出力するモードである。

このモードの場合、制御部９０は、フラットパネルスピーカ９１の図中右側の振動素子、フラットパネルスピーカ９４の図中右側の振動素子、フラットパネルスピーカ９７の図中右側の振動素子、フラットパネルスピーカ９３の図中左側の振動素子、フラットパネルスピーカ９６の図中左側の振動素子、および、フラットパネルスピーカ９９の図中左側の振動素子を振動させ、それ以外の振動素子を振動させないようにする。

つまり制御部９０は、フラットパネルスピーカ９１、フラットパネルスピーカ９４、およびフラットパネルスピーカ９７より音声を矢印１１３の方向に（ユーザ１１１に向かう矢印１１３の方向に指向性を有するように）出力させるとともに、フラットパネルスピーカ９３、フラットパネルスピーカ９６、およびフラットパネルスピーカ９９より音声を矢印１１４の方向に（ユーザ１１２に向かう矢印１１４の方向に指向性を有するように）出力させる。

以上のように音声出力を制御することにより、制御部９０は、スケーラブルTVシステム８０左右前方に位置する２人のユーザに対して指向するように音声を出力させることができる。つまり、例えば、制御部９０は、ユーザ１１１とユーザ１１２に互いに異なる音声を聴取させるように制御することができる。つまり、スケーラブルTVシステム８０のユーザ１１１とユーザ１１２が互いに異なる画像および音声を視聴することができる。

図１３は、３人モードの場合を示している。この場合、制御部９０は、図１２の２人のユーザの他に、スケーラブルTVシステム８０の正面前方に位置するユーザに対しても指向するように音声を出力させることができる。つまり、この３人モードはスケーラブルTVシステム８０の左前方に位置するユーザ１２１、正面前方に位置するユーザ１２２、および右前方に位置するユーザ１２３に対して音声を出力するモードである。

このモードの場合、制御部９０は、図１２の場合に振動させる振動素子に加えて、さらに、フラットパネルスピーカ９２の振動素子、フラットパネルスピーカ９５の振動素子、およびフラットパネルスピーカ９８の振動素子も振動させる。

つまり制御部９０は、フラットパネルスピーカ９１、フラットパネルスピーカ９４、およびフラットパネルスピーカ９７より音声を矢印１２４の方向に（ユーザ１２１に向かう矢印１２４の方向に指向性を有するように）出力させるとともに、フラットパネルスピーカ９２、フラットパネルスピーカ９５、およびフラットパネルスピーカ９８より音声を矢印１２５の方向に（ユーザ１２２に向かう矢印１２５の方向に指向性を有するように）出力させ、フラットパネルスピーカ９３、フラットパネルスピーカ９６、およびフラットパネルスピーカ９９より音声を矢印１２６の方向に（ユーザ１２３に向かう矢印１２６の方向に指向性を有するように）出力させる。

ユーザが、図１１乃至図１３に示されるようなモードを、例えばリモートコントローラで選択することにより、切り替えると、制御部９０は、その指示に従って、振動させる振動素子を切り替えて出力のモードを変更する。すなわち、ユーザは、モードを変更するだけで、容易に出力音声の指向性を制御することができる。

なお、スケーラブルTVシステム８０に装着されるフラットパネルスピーカのパネルの大きさは全て同じでなくてもよい。例えば、図１４に示されるように、フラットパネルスピーカのパネルの大きさが互いに異なっていても良い。

図１４において、スケーラブルTVシステム８０に装着されるフラットパネルスピーカのパネルであるパネル１３１乃至パネル１３５の大きさは互いに異なる。このような場合、各パネルが指向させる出力音声の周波数帯が互いに異なる。つまり、制御部９０は、指向させる出力音声の周波数帯域に応じて振動させるパネルを選択する。このようにすることにより、複数の周波数の出力音声を指向させるようにすることができる。

図１５は、制御部９０の内部の構成例を示すブロック図である。

図１５に示されるように、制御部９０には、外部より、例えばテレビジョン信号のように、映像信号や音声信号等を含む入力信号が入力される。また、制御部９０には、映像信号の出力先として第１モニタ１４３−１乃至第Ｎモニタ１４３−Ｎ（例えば、スケーラブルTVシステム８０のテレビジョン受像機８１乃至テレビジョン受像機８９）が接続されている。さらに、制御部９０には、音声信号の出力先として第１振動素子１４７−１乃至第Ｎ振動素子１４７−Ｎ（例えば、振動素子９１乃至振動素子９９）が接続されている。

制御部９０は、入力信号より出力用の映像信号や音声信号を生成し、それらを出力するモニタやスピーカを選択し、その選択先に各信号を出力する。このような処理を行うために制御部９０は、第１信号受信部１４１−１乃至第Ｎ信号受信部１４１−Ｎ、映像出力制御部１４２、受信部１４４、CPU（Central Processing Unit）１４５、および音声出力制御部１４６を有している。

第１信号受信部１４１−１乃至第Ｎ信号受信部１４１−Ｎは、それぞれ、入力信号に含まれる映像信号と音声信号を抽出し、映像信号を映像出力制御部１４２に供給し、音声信号を音声出力制御部１４６に供給する。第１信号受信部１４１−１乃至第Ｎ信号受信部１４１−Ｎは、例えば、各テレビジョン受像機のチューナにより構成される。つまり、第１信号受信部１４１−１乃至第Ｎ信号受信部１４１−Ｎは、例えば、テレビジョン信号である入力信号より、任意のチャンネルの番組の映像信号と音声信号を抽出する。

映像出力制御部１４２は、供給された映像信号に対して復号処理や画像処理等、所定の処理を施すとともに、後述するようにCPU１４５を介して入力されるユーザ指示に基づいてその映像信号の出力先として、第１モニタ１４３−１乃至第Ｎモニタ１４３−Ｎの中から１つまたは複数選択し、その選択先に映像信号を出力し映像を表示させる。

受信部１４４は、例えば、ユーザからのモード選択指示を、リモートコントローラ等を介して受信し、それをCPU１４５に供給する。CPU１４５は、そのモード選択指示を映像出力制御部１４２および音声出力制御部１４６等に供給する。

音声出力制御部１４６は、CPU１４５を介して供給されるモード選択指示に基づいて、入力される音声信号に対して復号処理や音声処理等の所定の処理を施すとともに、その音声信号の出力先として、振動素子１４７−１乃至振動素子１４７−Ｎの中から１つまたは複数選択し、その選択先に音声信号を出力する。

音声出力制御部１４６は、信号選択部１５１、第１信号処理部１５２−１乃至第Ｎ信号処理部１５２−Ｎ、並びにパラメータマップ１５３を有する。

信号選択部１５１は、第１信号受信部１４１−１乃至第Ｎ信号受信部１４１−Ｎより入力される音声信号のうち、どの音声信号を、どの振動素子に出力するかを、CPU１４５より供給されるモード選択指示に基づいて選択する。例えば、信号選択部１５１は、CPU１４５より供給されるモード選択指示に対応するパラメータや出力先を、パラメータマップ１５３を参照することにより選択し、その選択した出力先（振動素子）に対応する信号処理部（第１信号処理部１５２−１乃至第Ｎ信号処理部１５２−Ｎのうちいずれか１つまたは複数）に音声信号を供給する。

第１信号処理部１５２−１乃至第Ｎ信号処理部１５２−Ｎは、それぞれ、振動素子１４７−１乃至振動素子１４７−Ｎに供給される音声信号に対してノイズ除去やフィルタリング等の音声処理を施す。例えば、第１信号処理部１５２−１乃至第Ｎ信号処理部１５２−Ｎは、それぞれ、振動素子が振動させるパネルの大きさや材質に適した周波数成分を抽出し、その周波数成分を振動素子に供給する。

第１信号処理部１５２−１乃至第Ｎ信号処理部１５２−Ｎは、それぞれ、CPU１４５より供給されるモード選択指示に基づいて信号処理を行う。例えば、第１信号処理部１５２−１乃至第Ｎ信号処理部１５２−Ｎは、CPU１４５より供給されるモード情報に対応するパラメータを、パラメータマップ１５３を参照することにより決定し、その決定したパラメータに対応する信号処理を行う。

パラメータマップ１５３は、例えばフラッシュメモリやハードディスク等の記憶媒体であり、信号処理や信号入出力に関する情報を、動作モードに対応付けたテーブル情報を有する。すなわち、信号選択部１５１や第１信号処理部１５２−１乃至第Ｎ信号処理部１５２−Ｎがパラメータマップ１５３に対して、ユーザに指定されたモードの情報を提供すると、パラメータマップ１５３は、保持するテーブル情報に基づいて、そのモードに対応するパラメータや信号の入出力先に関する情報を提供する。

なお、図１０においてはこの制御部９０がスケーラブルTVシステム８０の筐体内部に、テレビジョン受像機やフラットパネルスピーカとは異なる構成として設けられるように説明したが、これに限らず、例えば、フラットパネルスピーカ９１乃至フラットパネルスピーカ９９に内蔵されるようにしても良い。また、図１５に示される構成が物理的な１つのユニットとして形成される必要はなく、図１５に示されるように電気的に互いに接続されているのであれば、それらの一部がフラットパネルスピーカ９１乃至フラットパネルスピーカ９９のそれぞれに内蔵され、他の一部が各テレビジョン受像機に内蔵されるようにしてもよい。例えば、図１５の第１信号受信部１４１−１乃至第Ｎ信号受信部１４１−Ｎがそれぞれのテレビジョン受像機に内蔵され、映像出力制御部１４２、受信部１４４、およびCPU１４５がテレビジョン受像機やフラットパネルスピーカと異なる構成として設けられ、音声出力制御部１４６がフラットパネルスピーカに内蔵されるようにしてもよい。

次に、制御部９０による制御処理の具体的な流れの例について図１６のフローチャートを参照して説明する。

音声制御処理が開始されると、CPU１４５は、ステップＳ２１において、受信部１４４を制御し、図示せぬリモートコントローラより供給されるユーザ指示を受け付けるユーザ指示受付処理を行い、ステップＳ２２において、そのユーザ指示受付処理によりモード情報を取得したか否かを判定する。

受信部１４４がリモートコントローラより供給されるユーザ指示を受け付けておらず、そのユーザ指示に含まれる、ユーザが指定した動作モードに関する情報であるモード情報も取得していないと判定した場合、CPU１４５は、処理をステップＳ２１に戻し、それ以降の処理を繰り返す。

また、ステップＳ２２においてモード情報を取得したと判定した場合、CPU１４５は、そのモード情報を信号選択部１５１、並びに、第１信号処理部１５２−１乃至第Ｎ信号処理部１５２−Ｎに供給し、処理をステップＳ２３に進める。

ステップＳ２３において、モード情報を信号選択部１５１、並びに、第１信号処理部１５２−１乃至第Ｎ信号処理部１５２−Ｎは、供給されたモード情報に基づいてパラメータマップ１５３を参照する。ステップＳ２４において、信号選択部１５１は、参照したパラメータマップ１５３のテーブル情報に従って、ユーザに指定されたモードに対応する入出力を選択し、その選択した入出力をアクティブにする（接続する）。また、第１信号処理部１５２−１乃至第Ｎ信号処理部１５２−Ｎは、ステップＳ２５において、参照したパラメータマップ１５３のテーブル情報に従って、ユーザに指定されたモードに対応する処理パラメータを設定し、ステップＳ２６において、設定した処理パラメータに基づいて信号選択部１５１より供給される音声信号を処理する。また、第１信号処理部１５２−１乃至第Ｎ信号処理部１５２−Ｎは、ステップＳ２７において、設定した処理パラメータに基づいて信号選択部１５１より供給される音声信号をフィルタ処理し、出力先のパネルに適した周波数成分を抽出する。特定の周波数成分を抽出した第１信号処理部１５２−１乃至第Ｎ信号処理部１５２−Ｎは、その音声信号を、振動素子１４７−１乃至振動素子１４７−Ｎに供給し、出力させる。

振動素子５３−１乃至振動素子５３−Ｎは、ステップＳ２８において、供給された音声信号を、透明パネル５１を振動させることにより、出力する。指向性を制御しながら音声を出力させると制御部９０は、制御処理を終了する。

以上のように制御することにより、ユーザはモードを指定するだけで、容易に音声出力の指向性を制御することができる。

なお、１枚のパネルに設置する振動素子の数はいくつであってもよく、また、指向性の方向は左右だけでなく、上下方向や斜め方向等、任意の方向であってもよい。

図１７は、テレビジョン受像機の前面に重畳させるフラットパネルスピーカの例を示す図である。

図１７に示されるように、テレビジョン受像機１７０の前面は、画像を表示する表示面１７１と、その表示面１７１を囲むように形成される、画像を表示しない枠１７２により構成される。この前面に設置されるパネル１８１は、表示面１７１による画像表示を妨げないように、ガラスやアクリル等により形成される透明のパネルである。このパネルの周囲より両矢印１８２により示される所定の範囲の部分には、例えば１２個の振動素子１８３−１乃至振動素子１８３−１２がパネル１８１を囲むように配置されている。なお、この両矢印１８２の長さは、テレビジョン受像機１７０の枠１７２の太さに対応している。すなわち、振動素子１８３−１乃至振動素子１８３−１２は、パネル１８１がテレビジョン受像機１７０の前面に重畳される際に、枠１７２上に位置するように配置される。

つまり、振動素子１８３−１乃至振動素子１８３−１２は、テレビジョン受像機１７０の表示面１７１を囲むように配置されている。制御部９０は、このように配置された振動素子の中から、振動させる素子を選択する（例えば、対角線上に位置する一対の振動素子の内、一方を振動させるようにすると同時に、他方を振動させないようにする）ことにより、出力音声に対して、上下左右や斜め方向等、任意の方向に指向性を持たせることができる。なお、このときのパネル１８１に設置される振動素子の数はいくつであってもよい。

以上のように、１枚のフラットパネルの、上下左右等の、互いに対向する両端付近に設けられる、フラットパネルを振動させる振動素子対の振動を制御部が制御することにより、フラットパネルスピーカは、フラットパネルからの出力音声の指向性を制御することができる。なお、指向性を制御する出力音声の周波数成分は、フラットパネルの形状や材質に依存する。

上述した制御部９０の一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるし、ソフトウエアにより実行させることもできる。この場合、例えば、制御部９０は、図１８に示されるようなパーソナルコンピュータとして構成されるようにしてもよい。

図１８において、パーソナルコンピュータ２００のCPU（Central Processing Unit）２０１は、ROM（Read Only Memory）２０２に記憶されているプログラム、または記憶部２１３からRAM（Random Access Memory）２０３にロードされたプログラムに従って各種の処理を実行する。RAM２０３にはまた、CPU２０１が各種の処理を実行する上において必要なデータなども適宜記憶される。

CPU２０１、ROM２０２、およびRAM２０３は、バス２０４を介して相互に接続されている。このバス２０４にはまた、入出力インタフェース２１０も接続されている。

入出力インタフェース２１０には、キーボード、マウスなどよりなる入力部２１１、CRT（Cathode Ray Tube）、LCD（Liquid Crystal Display）などよりなるディスプレイ、並びにスピーカなどよりなる出力部２１２、ハードディスクなどより構成される記憶部２１３、モデムなどより構成される通信部２１４が接続されている。通信部２１４は、インターネットを含むネットワークを介しての通信処理を行う。

入出力インタフェース２１０にはまた、必要に応じてドライブ２１５が接続され、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、或いは半導体メモリなどのリムーバブルメディア２２１が適宜装着され、それらから読み出されたコンピュータプログラムが、必要に応じて記憶部２１３にインストールされる。

上述した一連の処理をソフトウエアにより実行させる場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、ネットワークや記録媒体からインストールされる。

この記録媒体は、例えば、図１８に示されるように、装置本体とは別に、ユーザにプログラムを配信するために配布される、プログラムが記録されている磁気ディスク（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク（CD-ROM(Compact Disk-Read Only Memory),DVD(Digital Versatile Disk)を含む）、光磁気ディスク（ＭＤ（Mini-Disk）（登録商標）を含む）、もしくは半導体メモリなどよりなるリムーバブルメディア２２１により構成されるだけでなく、装置本体に予め組み込まれた状態でユーザに配信される、プログラムが記録されているROM２０２や、記憶部２１３に含まれるハードディスクなどで構成される。

なお、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。

また、本明細書において、システムとは、複数のデバイス（装置）により構成される装置全体を表すものである。

なお、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に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において種々の変更が可能である。

本発明を適用したフラットパネルスピーカの一実施形態に係る構成例を示す図である。 出力音声の指向性の制御方法の原理を説明する図である。 出力音声の指向性の実験の様子を説明する図である。 出力音声の指向性の実験結果の様子を説明するグラフである。 出力音声の指向性の実験結果の様子を説明するグラフである。 出力音声の指向性の実験結果の様子を説明するグラフである。 制御部の内部の構成例を示すブロック図である。 制御処理の流れの例を説明するフローチャートである。 本発明を適用したフラットパネルスピーカの他の構成例を示す図である。 フラットパネルスピーカのスケーラブルTVシステムへの適用例を示す図である。 １人モードの例を示す模式図である。 ２人モードの例を示す模式図である。 ３人モードの例を示す模式図である。 フラットパネルスピーカの他の構成例を示す図である。 制御部の内部の他の構成例を示すブロック図である。 制御処理の流れの例を説明するフローチャートである。 フラットパネルスピーカのさらに他の構成例を示す図である。 本発明の一実施形態を適用したパーソナルコンピュータの構成例を示す図である。

符号の説明

１ フラットパネルスピーカ， ２ パネル， ３ 振動素子， ４ 配線， ５ 制御部， ４１ 指示受付部， ４２ 出力選択部， ５１ フラットパネルスピーカ， ８０ スケーラブルTVシステム， ８１乃至８９ テレビジョン受像機， ９０ 制御部， ９１乃至９９ フラットパネルスピーカ， １４６ 音声出力制御部， １５１ 信号選択部， １５２−１ 第１信号処理部， １５３ パラメータマップ

Claims (6)

1. 振動素子でパネルを振動させることにより音声を出力するフラットパネルスピーカであって、
   前記パネルの互いに対向する両端付近に設けられ、前記パネルを振動させる複数の振動素子からなる振動素子対を有し、
   前記パネルからの出力音声の指向性を制御するように、前記振動素子対の振動を制御する制御手段を備えるフラットパネルスピーカ。
2. 前記制御手段は、前記振動素子対の内、一方の振動素子を振動させるように制御し、他方の振動を振動させないように制御することにより、前記パネルからの出力音声を、前記他方の振動素子側に指向させる
   請求項１に記載のフラットパネルスピーカ。
3. 両端付近に前記振動素子対を設けた前記パネルを複数有し、
   前記制御手段は、前記パネル毎に前記振動素子対の振動を制御して、各パネルの出力音声の指向性をそれぞれ制御する
   請求項１に記載のフラットパネルスピーカ。
4. 複数の前記パネルは形状または材質が互いに異なる
   請求項３に記載のフラットパネルスピーカ。
5. 前記制御手段は、
   ユーザによるモードの指定を受け付けるユーザ指示受付手段と、
   前記ユーザ指示受付手段により受け付けられた前記モードの指定により指定されるモードに対応する出力音声の指向性が得られるように、振動させる振動素子を選択する選択手段と
   を備える請求項１に記載のフラットパネルスピーカ。
6. 前記制御手段は、前記モード毎に、振動させる振動素子を定義するテーブル情報を保持する保持手段をさらに備え、
   前記選択手段は、前記保持手段により保持される前記テーブル情報を参照して、振動させる振動素子を選択する
   請求項５に記載のフラットパネルスピーカ。

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