JP2008504766A

JP2008504766A - オーディオビジュアル装置

Info

Publication number: JP2008504766A
Application number: JP2007518614A
Authority: JP
Inventors: ベースネッカー、ロベルト
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2004-07-02
Filing date: 2005-06-29
Publication date: 2008-02-14
Also published as: EP1763973A1; CN101010982A; WO2006003166A1; DE102004032223A1; US20070258604A1

Abstract

画像情報を表示すべく形成され、光を放出すべく駆動可能な平面的な部材（２）と、音響情報を出力すべく形成され、平面的な曲げ強い部材（３）を有し、該部材が横曲げ振動を起すことに伴い音を放射すべく励起可能なオーディオビジュアル装置（１）関する。本発明によれば、音を放射する部材（２）が、光を放出する部材（３）に対して実質的に同形に形成されており、この分野におけるオーディオビジュアル装置を有する機器を、特にコンパクトに形成し、場合によっては構成部品を削減できる。

Description

本発明は、請求項１の前文に記載のオーディオビジュアル装置に関する。

音を放射する振動版を備え、多数の個別に形成された個々のラウドスピーカユニットを有する従来のラウドスピーカボックスとは一線を画して、本発明に基づく装置のオーディオ部分は、面ラウドスピーカであって、それにおいては十分な曲げ強度を持つ面部材が横曲げ振動するように、かつそれに伴って音を放射するように励起可能である。音響情報を出力するためのこの種の音放射部材は、それ自体知られており、例えば独国特許出願公開第１９９１７５８４号明細書に開示されている。この範疇の電気音響変換器に関しては、多数の適用可能性が知られている。

欧州特許第０８４７６６９号、同第０８４７６７０号および同第０８４７６７１号明細書からは、ラウドスピーカが知られており、該ラウドスピーカは、供給された振動エネルギを維持し、かつたわみ波によって厚みに対し横方向に延びる少なくとも１つの有効な面内で伝播させる能力を備えた構成部分を有しており、その結果この面にわたり共振モード振動成分が分配される。この面の内部の、計算で予め定めた位置に、構成部分上の変換器を取り付けており、その結果構成部分が振動し、共鳴を起す。その際音響的な投射器が生じ、それが共振して振動した際、音響的な出力信号を放出する。構成部分は、コアを備えた強固で軽いパネルを有し、該パネルの両側は表面層で被覆してある。コアは、例えば硬いプラスチック泡やセル状のマトリクスからなり、表面層は例えば紙、ボール紙、プラスチック、金属箔又は薄板からなる。パネルの周面はばね弾性を有するハンガ、例えば発泡ゴムからなる縁部で保持され、該縁部がまた、例えばアルミニウム又はプラスチックからなり、周りを囲む軽いフレームで保持される。

この種のラウドスピーカのために適した材料の選択が制限されることに伴い、これら既知の装置では、従来ラウドスピーカをコンピュータモニタのハウジングの側壁内へ組み込むか（欧州特許第０８４７６６９号明細書）、ラップトップコンピュータのモニタを有する構成部分に、使用位置と保管位置との間で摺動又は揺動させるように取り付けるか（欧州特許第０８４７６７１号明細書）或いはオーディオビジュアルマルチメディアシステムの移動画像プロジェクタの画像のための投影スクリーンとして形成する必要があった（欧州特許第０８４７６７０明細書）。

これら既知のオーディオビジュアル装置は、画像情報を表示すべく形成したフラットな部材の他に、更に１つ又は複数の面ラウドスピーカを収容せねばならない欠点を持つ。このためオーディオビジュアル装置は、不所望に大きな空間を占めることとなっていた。

従って本発明の課題は、できるだけ構造が簡単で、所要スペースの小さな、冒頭で挙げた種類のオーディオビジュアル装置を提供することである。

この課題は、画像情報を表示すべく形成され、光を放出すべく駆動可能な平面的な部材と、音響情報を出力すべく形成され、横曲げ振動を生じ、従って音を放射すべく励起可能な、平面的な曲げ強い部材とを有するオーディオビジュアル装置において、音を放射する部材が光を放出する部材に対し実質的に同形に形成されていることで解決される。２つの平面的な部材の同形の、即ち同じ面積にわたって延びる形成により、オーディオビジュアル装置のコンパクトな組立て方法が得られる。音響情報と画像情報は、視聴者にとって同じ平面的なソースから放射され、従って実質的に同一の起源を持つ。その場合に光を放出する部材とは、プロジェクタ映写膜等がそうであるように、単にその上へ入射した光を反射するだけではない、光学的に活性な面である。従って画像情報を表示すべく形成された部材と音響情報を出力すべく形成された部材が１つの機器内に統合され、平面的な部材の同形の形成により得られる空間節約は、特に小型の機器において特に効果的である。その他に、部材の実質的に同形の形成に伴い、全部の構成部材を節約する可能性が生じる。

本発明に基づく装置の好ましい実施形態では、音を放射する部材を、光を放出する部材のための支持体層として形成する。ここで２つの平面的な部材は、実質的に同じ面積にわたり延びているが、同一の幾何学的な平面内にはない。この層構造は、例えば光を放出する部材の材料が、音を放射する部材として機能する上で十分な曲げ強度を有していない場合に効果的である。その際光を放出する部材は直接又は機能的な中間層と共にサンドイッチ構造で、音を放射する、十分な曲げ強度を持つ部材上に取り付けられる。

本発明に基づく装置の代替的な好ましい実施形態では、音を放射する部材を、光を放出する部材自体で形成する。光を放出する部材のために高い曲げ強度を有する材料を使用するときは、この部材を横曲げ振動させ、それに伴って音を放射するように励起できる。この場合、平面的な部材は実質的に同一の面積にわたって延び、同一の幾何学的な平面内にあって、従って共通の構成部品内に一体化される。画像情報を表示すると同時に音響情報も出力するように形成した部材のこの一体的な組立て方法により、この分野に基づくオーディオビジュアル装置のための付加的な造形的自由度が生ずる。

本発明に基づく装置の好ましい形態では、光を放出する部材は、光を放出する有機のダイオードからなる層を備える。ＯＬＥＤと略称され、光を放出する有機のダイオードの基本的なセル構造は、薄い有機の層の積重ねからなり、それらの層が透明な陽極と金属の陰極との間にサンドイッチ構造で配置されている。ポリマー箔からなる、この種の有機のトランジスタの調達が、薄く大面積の、同時に可撓性の表示部材の形成を可能にし、その表示部材が電子発光を介して制御されて光を放出する。また、例えば電圧が印加された場合に発光する、特殊プラスチックからなる他の可撓性の画面の使用も考えられる。ＯＬＥＤは、音を放射する部材として形成された支持体層上に取り付けることも、音を放射するように励起可能な、可撓性の曲げ強い部材として使用することもできる。

本発明の装置の好ましい形態では、音を放射する部材に少なくとも１つの電磁的な変換器を設け、該変換器で供給されたオーディオ信号を機械的な振動に変換し、該振動を用いて音を放射する部材が横曲げ振動するように励起可能である。音を放射する部材の大きさと形状に伴い、かつ周囲の周辺条件に従って、１つの、好ましくは複数の電気機械変換器を、音を放射する部材と、例えば接着技術を用いて結合し、変換器に音響発生器のオーディオ信号を電気的な入力信号として供給する。例えば振動コイルとして形成された電気機械変換器が、オーディオ信号を機械的な振動に変換し、その振動が音を放射する部材へ伝わる。その結果、音を放射する部材が横曲げ振動するように励起され、それによって部材からオーディオ信号に相当する音響情報が出力される。

好適には、少なくとも１つの変換器の前段に、電子的な信号処理ユニットを接続し、該処理ユニットで音を放射する部材の音響的な伝送特性における非線形性を補償できる。ここで使用する面ラウドスピーカの振動特性は、音を放射する部材の機械的特性と、その上に取り付けられた変換器の数と位置により定まる。この振幅特性は、典型的に非線形性を有し、それが所定の周波数領域内の音放射における音響歪みをもたらす。音を放射する部材が歪みなしで音響を出力するよう、変換器の前段に電子的な信号処理ユニットが接続されており、その中で、全体として線形の伝送特性を有する音響的なシステムを準備すべく、オーディオ信号が周波数に従ってフィルタリングされる。

本発明に基づく装置の好ましい実施形態では、電子的な信号処理ユニットがデジタルの信号プロセッサを備え、該信号プロセッサは、音を放射する部材の伝送関数を記憶し、かつ自らへ供給されたオーディオ信号の振幅特性をこの伝送関数の逆の振幅値に従って前処理する。オーディオ信号を電子的に前処理するためのデジタル信号プロセッサの使用が、音を出力する部材とその上に取り付けられた電気機械変換器からなるシステムの、前以て求められた伝送関数を記憶することを可能にする。従って各コンフィグレーションのために、まず部材の材料、大きさ、厚みおよび挟持条件および変換器の種類と位置に従って、このコンフィグレーション専用の音響的な伝送関数を定め得る。この伝送関数が、デジタルの信号プロセッサのメモリに格納され、その際信号プロセッサは、自らに供給されるオーディオ信号を、格納されている伝送関数の反転に従ってフィルタリングすべくプログラミングされ、その結果伝送関数における非線形性が補償される。それに伴い、オーディオビジュアル装置の設計者に、高い音響的特性、特にＨｉＦｉも十分に満足させ得る、音を放射する部材と変換器の多数の組合せが提供される。

本発明による装置の他の実施形態では、電子的な信号処理ユニットと少なくとも１つの変換器の前段に接続された出力段増幅器との間で信号を伝送すべく、赤外線伝送区間又は無線伝送区間を設けている。オーディオビジュアル装置が、例えばスペース上の理由から信号処理ユニットを、音を放射する部材の直近に配置できず、音響ケーブルによる接続も容易には可能でなく或いは構造的に煩雑である場合、前処理したオーディオ信号をワイヤレスで無線又は赤外線放射にて伝送できる。しかし、受信されたオーディオ信号は、少なくとも１つの電気機械変換器への供給前に、前段に接続された出力段増幅器内で増幅される。即ち、例えば信号処理ユニットを直接音響発生器、例えばＤＶＤプレーヤやチューナの近傍に配置し、出力段増幅器は音を放射する部材を持つ機器内に収容する。

本発明に基づくオーディオビジュアル装置は、移動無線機器、パーソナルコンピュータ画面又はラップトップ画面、マルチメディア機器、ＨｉＦｉ機器、測定機器、調理機器、パーソナルデジタルアシスタント等において好適に使用できる。適用の多様性は、画像情報の表示のためにも音響情報の出力のためにも平面的な部材を有する、実質的に全てのオーディオビジュアル装置に及ぶ。

本発明の実施例と他の利点を、以下で図面を用いて説明する。

オーディオビジュアル装置１、例えば移動無線機器、パーソナルコンピュータ又はラップトップ、マルチメディア機器、ＨｉＦｉ機器、測定機器、調理機器、パーソナルデジタルアシスタント等は、図１と図２に示す如く、画像情報を表示すべく光を放出するように駆動可能な面部材２と音響情報を出力すべく、横に曲げ振動し、それに伴い音を放射するように駆動可能な、平面的な曲げに強い部材３を備える。オーディオビジュアル装置１の図示の実施例では、上述した機器のハウジング内のスクリーンユニットおよび表示ユニットにおいて一般的であるように、音を放射する部材３の端縁は少なくとも部分的に嵌め込まれている。音を放射する部材３は、薄く、曲げに強いプレートとして形成され、その表面に少なくとも１つの電気機械変換器４が固定されている。１つ又は複数の電気機械変換器４は、音響発生器６によって駆動されるので、変換器４は音響発生器６のオーディオ信号によって機械的に振動し、それが音を放射する部材３上に固定されている結果、この部材を曲げ振動するように励起する。部材３が横曲げ振動する場合に共振すると、音を放射する部材が音響信号を発生する。振幅特性において、変換器４と音を放射する部材３と光を放出する部材２とからなるシステムの伝送特性をできるだけ線形とすべく、音響発生器６の音響信号がまず信号処理ユニット５へ供給される。その信号処理ユニットの構造と機能については図４を用いて詳細に説明する。本発明によれば、音を放射する部材３は、光を放出する部材２に対して実質的に同形に形成されている。このため、上述した種類の機器の特に小型な構造が得られる。と言うのは、ラウドスピーカは、モニタとほぼ同じ面積にわたって延びているからである。

図１に示す実施形態では、音を放射する部材３を、光を放出する部材２のための支持体層として形成している。ここでは、画像情報を表示すべく形成した面部材２を、音響情報を出力すべく形成した面部材３に対し平行に配置し、かつその上に固定している。この実施形態は、光を放出する部材２を、音を放射する部材３として用いるべく、単独では十分な曲げ強度を持たない場合に、効果的である。しかし十分な強度を持つなら、図２に示す実施例の如く、音を放射する部材３を、光を放出する部材２自体で形成できる。その結果２つの機能、即ち画像情報と音響情報の再生を、１つの同じ面部材２ないし３で実現できる。このため、上述の機器のオーディビジュアル装置１は、更に平坦に、かつ更に簡単に形成できる。光を放出する部材２は、例えば光を放出する有機ダイオード２０（図３を参照）からなる箔で形成でき、該ダイオードは今日では既に音放射器として使用するために巻き上げ又は折畳み可能な仕様で、かつ十分な曲げ強度をもって形成できる。

ＯＬＥＤと略称され、光を放射する有機のダイオード２０からなる光を放射する箔においては、活性なマトリクス構造とパッシブなそれが区別される。基本となるＯＬＥＤセル２０は、図３に示す如く、薄い有機の層の積重ねから構築されており、その層が横ストライプ構造の、例えばイリジウム−スズ−酸化物からなり、透明な陽極２１と金属の陰極２２の間にサンドイッチ構造で配置されている。有機層は、ホール注入層２３、ホール搬送層、並べて配置された青２５ｂ、緑２５ｇおよび赤２５ｒのための有機エミッタのストライプからなる層および電子搬送層２６を有する。電圧源２８から陽極２１と陰極２２の間に２〜１０Ｖの適切な直流電圧を印加すると、電子発光を経て光を発生すべく、注入された正の電荷（ホール）と負の電荷（電子）が有機エミッタを持つ層内２５内で再結合する。青２９ｂ、緑２９ｇおよび赤２９ｒで発生された光は、ガラス基板層２７を経て放出される。その際、各ＯＬＥＤセル２０を所望に駆動することで、箔２上に静的な内容の画像情報も、時間的に変化する内容の画像情報もカラー表示できる。

本発明にとり決定的なことは、電気機械変換器４により横曲げ振動するよう励起され、面ラウドスピーカの形式で音を放射可能とすべく、光を放出する部材２と音を放射する部材３の同形の形成が、十分に高い曲げ強度を有することである。好ましくはエレクトロダイナミック原理に従って働く振動コイルで形成され、多数の異なるように位置決めされた電気機械変換器４と組み合わされた、多数の考えられる材料と材料組合せに基づき、同様に多数の様々な伝送特性が存在する。更に様々な寸法と周辺条件（この振動するシステムの挟持）があって、それらは全て多かれ少なかれその伝送特性が強い非線形性を有しており、それが既知の音響歪みをもたらす。この伝送エラーを補正すべく、本発明は電子的な信号処理ユニット５を提案し、その信号処理ユニットに図４に示すように音響発生器６、例えばアナログのテープないしカセット機器のオーディオ信号を供給する。代替的に、音響発生器６はＣＤ又はＤＶＤ再生装置でよく、その場合にアナログからデジタルへの又はその逆への信号変換のそれに応じたコンポーネントを省略できる。ハウジング５０内にまとめられた信号処理ユニット５のコンポーネントは、特に電子的なフィルタであり、その伝送関数はオーディオビジュアル装置１の伝送特性の振幅特性に対し逆に形成される。信号処理ユニット５は、入力回路として、しばしば「サンプル＆ホールド」回路とも称されるサンプリング／ホールド素子５１を備える。従って音響発生器６からアナログ信号として供給されたオーディオ信号は、予め定められたサンプリング定理に従ってサンプリングされる。各々サンプリングされた現在値が一次記憶され、アナログ−デジタル変換器５２へ提供される。このアナログ−デジタル変換器がシリアルに提供されるオーディオ信号の現在値を２値で表現するデジタル信号に変換する。デジタル信号は、デジタルの信号プロセッサ５３、即ちＣＰＵへ供給され、その中で純粋に計算機により、振幅特性の補正のため必要な信号成形が実施される。信号プロセッサ５３の出力にデジタル−アナログ変換器５４が接続されており、同変換器により信号プロセッサ５３の２値の出力信号が再びアナログ信号へ変換される。このアナログ信号が、出力段増幅器として形成された出力段５６を経て１つ又は複数の電気機械変換器４へ、後者の場合には並列に供給される。

図４に示す信号処理ユニット５は、デジタル信号処理技術の開発に伴う進歩の利点を利用している。能力の高いデジタル信号プロセッサが、以前から広い範囲でリアルタイム適用のためにも使用されている。デジタルプロセッサを有する範囲、その使用可能性および個々の機能を達成するための形態は、ここでは既知であることを前提となし得る。従って図４の図式的な表示において、デジタルの信号プロセッサ５３ないし代替的に使用されるＣＰＵは、詳細には示さない。通常、信号プロセッサは本来の制御ユニットであるマイクロコントローラの他に、プログラムメモリ、データメモリおよび入／出力メモリを有しており、その場合にこれらのユニットは、並列のアドレス線、制御線およびデータ線を有するバスシステムを経て互いに接続されている。プログラムメモリ内に個々の適用対象に合わせた所定のプログラムを格納する可能性が、信号プロセッサ５３を汎用的に使用可能な電子回路に格上げしている。この際、１つ又は複数のフィルタをＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタとして実装すると効果的であり、それを用いて既知の如く、リアルタイム処理における複雑な伝送関数も実現される。この解決策の枠内で、信号処理ユニット５は場合により複数のデジタルの信号プロセッサ５３を有してよく、該信号プロセッサは、オーディオビジュアル装置１の伝送品質に極めて高い要求が課された際、並列駆動で作動する。これに関連して、信号処理ユニット５のハウジング５０の出力と出力段５６の間の接続は、必ずしも電気的な導線で形成する必要がない。図４に示す実施例の如く、信号処理ユニット５のハウジング５０と出力段増幅器５６の間に無線区間、例えば赤外線接続を設けることが効果的な場合もある。これは、例えば信号処理ユニット５のハウジング５０が構造的な理由からオーディオビジュアル装置１の、即ち平面的な部材２又は３とその上に取り付けられた変換器４の、直近に配置できない場合に効果的である。

本発明に基づくオーディオビジュアル装置の第１の実施例を図式的に示す。本発明に基づくオーディオビジュアル装置の第２の実施例を図式的に示す。光を放出する有機のダイオードの横断面である。オーディオ信号のための信号処理を説明するブロック回路図である。

符号の説明

１オーディオビジュアル装置、２光を放出する部材、３音を放射する部材、４変換器、５信号処理ユニット、６音響発生器、２０光を放出する有機のダイオード、５３信号プロセッサ、５５出力段増幅器

Claims

画像情報を表示すべく形成され、光を放出すべく駆動可能な平面的な部材（２）と、音響情報を出力するために形成された、平面的で曲げに強い部材（３）を有し、前記部材が横曲げ振動し、それに伴って音を放射するように励起可能であるオーディオビジュアル装置（１）において、
音を放射する部材（２）が、光を放出する部材（３）に対し同形に形成されたことを特徴とするオーディオビジュアル装置。
音を放射する部材（３）が、光を放出する部材（２）のための支持体層として形成されたことを特徴とする請求項１記載の装置。
音を放射する部材（３）が、光を放出する部材（２）自体によって形成されたことを特徴とする請求項１記載の装置。
光を放出する部材（２）が、光を放出する有機のダイオード（２０）からなる層を有することを特徴とする請求項１から３の１つに記載の装置。
音を放射する部材（３）に少なくとも１つの電気機械変換器（４）が設けられており、前記変換器が電気的入力信号として供給されるオーディオ信号を機械的な振動に変換し、前記機械的振動を用いて音を放射する部材（３）が横曲げ振動するように励起されることを特徴とする請求項１から４の１つに記載の装置。
少なくとも１つの変換器（４）の前段に、電子的な信号処理ユニット（５）が接続されており、前記信号処理ユニットによって音を放射する部材（３）の音響的な伝送特性における非線形性が補償されることを特徴とする請求項５記載の装置。
電子的な信号処理ユニット（５）が、デジタルの信号プロセッサ（５３）を有し、前記信号プロセッサが、音を放射する部材（３）の伝送関数を記憶し、かつ自らへ供給されるオーディオ信号の振幅特性を、この伝送関数の逆の振幅値に従って前処理するように形成されたことを特徴とする請求項６記載の装置。
電子的な信号処理ユニット（５）と、少なくとも１つの変換器（４）の前段に接続された出力段増幅器（５６）との間で信号を伝送するために、赤外線伝送区間又は無線伝送区間（５５）が設けられたことを特徴とする請求項７記載の装置。
移動無線機器、パーソナルコンピュータ画面又はラップトップ画面、マルチメディア機器、ＨｉＦｉ機器、測定機器、調理機器、パーソナルデジタルアシスタント等において使用することを特徴とする請求項１から８の１つに記載のオーディオビジュアル装置の使用方法。