JP2010502086A - ハプティックな刺激を発生させるために音声信号及び／又はビデオ信号を処理するデバイス及び方法 - Google Patents

Abstract

音声信号（１０１）及び／又はビデオ信号を処理するためのデバイス（１００）であって、デバイス（１００）は、再生される音声信号（１０１）及び／又はビデオ信号に従ってベント（１０５）を通じて気流（１０４）を発生させることによって、ユーザの特定の体部位（１０３）におけるハプティック刺激を発生させるのに適したハプティック刺激生成ユニット（１０２）を有する。

Description

本発明は、音声信号及び／又はビデオ信号を処理するためのデバイスに関する。

更に、本発明は、音声信号及び／又はビデオ信号を処理するための方法に関する。

更に、本発明は、プログラム要素に関する。

更に、本発明は、コンピュータで読み取り可能な媒体に関する。

これに加えて、本発明は、使用方法に関する。

音声再生デバイスは、益々重要になってきている。特に、音声操作機能を有する音声システムは、益々重要になってきている。

米国特許第５５１３２７０号は、音楽的な音の再生のためのベント型ラウドスピーカを開示するが、特に、その筐体を調整するポート又はベントのデザイン及び位置を開示する。そのラウドスピーカシステムは、フロントバッフル及びそのバッフルに搭載される一対のラウドスピーカドライバを備えた筐体を有する。その筐体は、六角形の断面を有する。一対のベントのそれぞれがそのフロントバッフルの垂直の側端とそれに隣接するパネルとの連結点のところに位置付けられる。それらベントは、導管を介してその筐体内に入り、その導管はインレットのところで終わる。そのインレットは、そのラウドスピーカドライバの後ろを向くように、その筐体内に位置付けられる。この配置により、その筐体の境界内で発せられ且つそのインレットに入る高周波から中周波の音波は、その導管内で実質的に減衰され、また、その筐体の境界内で発せられた低周波の音波は、そのラウドスピーカドライバの前から直接発せられた音波で補強される。

米国特許第５５５５５５４号は、ヘッドセットスピーカであり、スピーカの耳カップ（earcup）のドームのところにドライバが備えられ、そのドームが少なくとも一つのベント開口を有するところのヘッドセットスピーカを開示する。そのベント穴は、そのドームへの開口のサイズを完全に開いた位置と完全に閉じた位置との間で対数的に変えられるようにする対応する開口を内部に有する可動閉塞器（movable closure）によって閉じられている。バス周波数を強めるために調整されるチューブは、そのドライバ側とその耳カップの後ろとの間に延在させて備えられる。そのチューブへの開口は、そのチューブが開放された状態であるそのカップのベント開口が完全に閉じられた状態でなければ、その可動閉塞器によって完全に閉じられたままである。

国際公開第１９９０／１６１４２号は、車両オーディオシステムの業界で使用されるポート付きレフレックススピーカの筐体を開示する。そのポート付きレフレックススピーカの筐体は、典型的には車両のトランクコンパートメントにある非密閉の懸架型スピーカとして見出される、車両オーディオシステムで使用される６×９インチの標準的なスピーカシャーシを主な対象とする。そのスピーカの筐体は、凹状ボディであって、卵型のリム部であり同様の形をしたスピーカデバイスを受け入れるための卵型のリム部と、凸状の底部と、音波をリスニングコンパートメントに向けるための第一のサウンドフィデリティ増大レフレックスポートと、その凹状ボディ内に位置付けられる密閉型スピーカから発せられる音波圧を制御するための排気孔の形を採る第二のサウンドフィデリティ増大と、密閉型スピーカから発せられる音波圧の排気孔による制御を補完する等化ノッチの形を採る第三のサウンドフィデリティ増大とを有する凹状ボディである。

国際公開第２００５／０２５０７６号は、弾性サポートと機械共振器を形成するその第一弾性サポートによって支持される第一質量とを有する振動トランスデューサと、駆動信号を適用すべくその第一振動トランスデューサに結合される電子回路とを含むポータブル電子デバイスを開示する。複数の触知性振動トランスデューサは、一緒になって強い触覚刺激を生み出すよう動作し得る。

更に、例えばビデオゲームでの使用を目的とするヘッドホンであり、音楽と同期させて駆動され、且つ、例えば低音の影響を強化するバイブレータを備えたヘッドホンを装備することが知られている。モータによって創出される振動は、ラウドスピーカによって再生される周波数スペクトルから失われる低音の代わりとして使用され得る。失われる低音信号の包絡線は、モータの回転を決定づけることができ、また、音響信号と機械信号との間の同期は、全帯域幅再生を錯覚させ得る。

米国特許出願公開第２００２／０１７７４７１号は、ユーザが感覚によって認識できる、ユーザ間でやり取りすることが望まれるメッセージを示す、触知性のアイコンを送受信する携帯電話又は遠隔通信端末を開示する。その携帯電話又は遠隔通信端末は、触知性のアイコンを含むメッセージを受けた場合にコントローラが発するコントロール信号に応じて触感を生み出す触感源を含む。その触感は、空気のひと吹きによって創出され得る。

国際公開２００３／０３２２８９号は、コンピュータデバイスからのサウンド出力に基づいてハプティックな感覚を引き起こすことを開示する。コンピュータ上で動作するアプリケーションプログラムから音としてユーザに出力されるそのサウンドデータの一部は、保存される。そのサウンドデータの一部は、そのサウンドデータから少なくとも一つのサウンド特性を抽出するために知的経験則を用いて分析される。少なくとも一つのハプティック効果の実行は、そのサウンド特性に基づいて引き起こされ、そのハプティック効果は、そのユーザに対して音として出力されるサウンドの一部におよそ相関するハプティックフィードバックデバイスに命令される。

しかしながら、知覚される主観的な音声再生品質が特にバス周波数帯域において悪いということが従来型の音声再生システムでは起こり得る。

米国特許第５５１３２７０号明細書 米国特許第５５５５５５４号明細書 国際公開１９９０／１６１４２号パンフレット 国際公開２００５／０２５０７６号パンフレット 米国特許出願公開第２００２／０１７７４７１号明細書 国際公開２００３／０３２２８９号パンフレット

本発明の目的は、十分な主観的音声及び／又はビデオ再生品質を有する音声及び／又はビデオシステムを提供することである。

上述の目的を達成するために、音声信号及び／又はビデオ信号を処理するためのデバイス、音声信号及び／又はビデオ信号を処理する方法、プログラム要素、コンピュータで読み取り可能な媒体、並びに、独立請求項に従った使用方法が提供される。

本発明の典型的な実施例に従って、音声信号及び／又はビデオ信号を処理するためのデバイスが提供され、そのデバイスは、再生されるその音声信号及び／又はビデオ信号に従ってベントを通じて気流を発生させることによりユーザの特定の体部位における選択的なハプティック刺激を発生させるのに適したハプティック刺激生成ユニットを有する。

本発明の別の典型的な実施例に従って、音声信号及び／又はビデオ信号を処理する方法が提供され、その方法は、再生されるその音声信号及び／又はビデオ信号に従ってベントを通じて気流を発生させることによりユーザの特定の体部位におけるハプティック刺激を発生させることを含む。

音声信号を処理するためのそのデバイスは、再生される音声信号に従って音波を発生させることによってユーザの聴覚による知覚をもたらすための聴覚刺激生成ユニットと、ベントを通じて気流を発生させることによってユーザの特定の体部位におけるハプティック刺激を発生させるのに適したハプティック刺激生成ユニットとを有する。そのハプティック刺激生成ユニットは、適時に同期された態様によって耳に基づく音声信号の聴覚による知覚とその特定の体部位におけるハプティック刺激との組み合わせを得るために、再生されるその音声信号に従ってその気流を発生させ、且つ、その気流によって低周波数の音の寄与の大きさを増大させ、それにより、その再生された音声信号の中に存在する低音（バス）の認識の高まりをもたらす。

本発明の更に別の典型的な実施例に従って、コンピュータで読み取り可能な媒体（例えば、ＣＤ、ＤＶＤ、ＵＳＢスティック、フロッピー（登録商標）ディスク又はハードディスクである。）が提供され、そこには、音声及び／又は画像データを処理するコンピュータプログラムであり、プロセッサによって実行されると、上述の特徴を有する方法を制御或いは実行するよう構成されたコンピュータプログラムが保存される。

本発明の更に別の典型的な実施例に従って、音声及び／又は画像データを処理するプログラム要素が提供され、そのプログラム要素は、プロセッサによって実行されると、上述の特徴を有する方法を制御或いは実行するよう構成される。

本発明の更に別の典型的な実施例に従って、音声再生デバイス又は音声及びビデオ再生デバイスにおけるベントを通じて流れる、音声信号に基づいた気流は、人間の体の一部、特にむき出しの部分に気流を向けるために用いられ、それにより、その音声信号の聴覚による知覚とその音声信号の触覚による知覚とを組み合わせられるようにする。

本発明の実施例に従って実行される、信号処理、音声及び／又は画像データの管理、並びに、音声及び／又はビデオ再生品質を改善するためのハプティック刺激の生成は、コンピュータプログラムすなわちソフトウェアによって実現されてもよく、或いは、一以上の特別な電子的最適化回路すなわちハードウェアを用いて実現されてもよく、或いは、ハイブリッド型すなわちソフトウェアコンポーネント及びハードウェアコンポーネントを用いて実現されてもよい。

用語“ハプティック”は、特に、触覚刺激のように、接触の知覚に関する刺激を表し得る。ハプティック手段は、接触の技術に関連する。ハプティックモダリティに係わる様々なタイプの知覚ニューロン（機械的受容器）が存在する。ハプティック又は触覚の知覚モダリティは、その環境を調査するために用いられ得るアクティブな感覚に関する。

用語“特定の”体部位における刺激は、特に、その気流が、任意の態様又は明確化されていない態様ではなく、予め定義された的である体部位に意図的に向けられる（或いは、向け直される）ことを表す。

用語“ポータブルデバイス”は、特に、固定の機器構成とは独立して使用されるよう構成されたデバイスを表す。ポータブルデバイスは、（通常の或いは平均的な）人間が便利な方法で使用しながらそのポータブルデバイスを持ち運べるように、寸法取りされ、成形され、且つ／或いは、設計される。ポータブルデバイスは、（アンテナのような）組み込みの通信コンポーネント、及び／又は、（再充電可能バッテリのような）自立した電力供給装置を有していてもよい。ポータブルデバイスは、一部品（ワンピース）の内蔵型のデバイスとして構成されてもよい。“ポータブルデバイス”は、特に、ハンドヘルドの或いは着用可能な（ウェアラブル）デバイスをも参照し得る。ポータブルデバイスのサイズは、特定の位置にそれを装着したり取り付けたりする必要なしにユーザがそのポータブルデバイスを持ち運び且つ使用できるように、比較的小さいものとなり得る。

用語“ベント”は、特に、ガス又は空気の逃げ道のための孔を表し得る。そのようなベントは、（ラウドスピーカのような）音声再生デバイス内の空洞として形成されてもよく、或いは、気流源から特定の的（ターゲット）まで空気を方向付けるチューブ状の導管として設計されてもよい。

典型的な実施例に従って、ある体部位を空気のビームで刺激するために同時発生的なハプティック刺激を加えることは、ラウドスピーカを介して音楽を再生するユーザの音響体験又は音響知覚をより良いものとし得る。特に、多くの音声再生デバイス又は音声及びビデオ再生デバイスにおいて中位から低位の音声再生能力しか発揮されないバス周波数帯域において、主観的な音の体験を改善する気流により低音の印象が高められ得る。低音の印象が十分強くない場合には、ベントを通じた非線形の気流が特にユーザの触覚に作用し、その結果、ハプティック刺激と音響刺激との相乗効果によって印象的な体験をもたらし得る。別の実施例に従って、体部位を空気のビームで刺激するために同時発生的なハプティック刺激を加えることは、例えばＴＶセット又はモニタといったスクリーン上で動画を見るユーザの画像体験又は画像知覚をより良いものとし得る。

その結果、典型的な実施例に従って、音響的なベント出力をハプティック刺激信号として用いる音声及び／又はビデオ体験改善システムが提供され得る。

典型的な実施例に従ったベント付き音響システムは、そのベントから来る気流がユーザの体の一部（例えば、露出部）に向けられるように設計され、低音信号の聴覚による知覚とその低音信号の触感とを組み合わせられるようにする。これは、そのベント気流が非線形の乱れた状態に置かれた場合に、特に有利的に適用され得る。

そのベントがアクティブであり且つユーザが感知するのに十分な気流がある周波数帯域において、この触覚刺激は、（複数の感覚刺激による）その体験全体を更によいものとし、そして、そのユーザにより力強いシステムの印象を与え得る。

この効果は、特に、知覚される（限られた）低音の強化が強く望まれるところの、例えばポータブルオーディオシステムのような小型の音声デバイスで利用され得る。

その気流を生成するには、低周波数で十分に高い圧力を創出するのに十分な量の空気が動かされる必要がある。

本発明の実施例は、小さな音声再生システムが低周波数を大きい音で再生するのが比較的得意でなく、その結果、音声再生における“重み”の感覚を伝えることができないという事実をある程度改善する。

本発明の典型的な実施例に従って、入力信号を表現するための電気音響トランスデューサを有する（ユーザが操作可能な）デバイスが提供される。

更に、ベントを有し、且つ、その電気音響トランスデューサによって音響的に負荷が掛けられ得る筐体が提供され、そのデバイスは、そのデバイスがユーザによって操作される間、そのユーザの体を刺激するためにそのベントのベント出力を（むき出しの）領域に向けられるように設計されてもよい。

そのようなベントは、刺激を受けるユーザの領域から所与の距離のところに位置付けられ、その距離は、好適には、そのトランスデューサの直径の５倍未満とされ得る。典型的な実施例に従って、そのベントは、乱気流（及び／又は非線形気流）を作るのに適したものであってもよい。音声体験に対する僅かな改善のみが望まれる場合には、層流であっても十分な場合がある。

そのようなシステムにおける音声再生部は、その体から所与の距離のところで好適に使用される、例えば、ハンドヘルドの音声再生システム、着用可能なジャケット（例えば、組み込み型のスピーカを備えたジャケットである。）、近距離音声再生システム（例えば、飛行機のヘッドレストである。）、ヘッドホン若しくはイヤホン、又は、更に離れてはいるがユーザの体に向けられるエクステンション（例えば、ＰＣのキーボードである。）を備えた音声再生システムといった何れのデバイスで構成されていてもよく、或いは、それらに統合されていてもよい。

本発明の典型的な実施例に従った手段を採用することにより、低い可聴周波数のよりよい知覚をユーザにもたらすことが可能となる。

その結果、本発明の実施例の典型的な応用分野は、ラウドスピーカを備えたハンドヘルドの音声再生システム（オーディオプレーヤー、Ａ／Ｖプレーヤー、ポータブルゲーム機）となる。衣服を含む着用可能なデバイスの何れもが本発明の実施例に従った音声システムを備えていてもよい。更に、耳のところにある皮膚、又は、耳を取り囲む領域にベントを向けるヘッドホンが提供され得る。音声再生システムは、ユーザから数センチメートルの距離に位置付けられる（例えば、飛行機シートのヘッドレスト、又は、車両シートのヘッドレストに統合された）ラウドスピーカを備えていてもよい。この他に、そのユーザから更に離れたところに位置付けられ得るが、長いエクステンション（チューブ）を利用する音声再生システムが提供されてもよい。

以下では、いくつかの検討材料が説明され、それに基づいて、本発明の典型的な実施例が理解できるものとなり得る。

ベントの近くで気流を創出し得るベント付きラウドスピーカシステムが提供されてもよい。バスレフレクス型ラウドスピーカボックスは、電気音響トランスデューサを有する音響システムであり、空気量及びそのボックスを外側に開放する（しばしばチューブ形状を採る）ポート（ベント）によってその後ろで音響的に負荷が掛けられる。

そのボックス内の空気は、圧縮可能であってもよく、また、音響的なスプリングとしての機能を果たしてもよい。そのベント内の空気は、音響質量としての機能を果たしてもよく、また、そのボックスの内外を移動可能である。そのラウドスピーカが（上述のスプリング−質量系によって定義される）いわゆるボックス共振近くの或いはそれ未満の周波数で作動させられると、そのベントは、排気パイプとしての機能を果たし、また、ユーザが自身の手、顔、又は他の十分に感じやすい体部位の何れかをそのベントの前に置いた場合に感知できる強い気流を創出し得る。この効果は、そのベントからの気流が乱気流の場合に特に強いものとなり得る。

複数の感覚の刺激（複数の感覚の同期した刺激）は、（一つの感覚で）知覚した刺激の大きさを高め或いは増大させるための方法である。

言い換えれば、 “刺激１”とそれに同期した“刺激２”とに応じて知覚される効果は、“刺激１”とそれに非同期である（すなわち、同期していない）“刺激２”とに応じたものよりも大きく且つ／或いは良好なものとなり得る。

上述の検討及び認識に基づいて、本発明の典型的な実施例に従った音声・ハプティック刺激機構が提供され得る。本発明の典型的な実施例に従って、同期した触覚刺激は、聴覚体験を強化し得る。これは、音響ベント（又はポート）の気流を、気流に敏感なユーザの体の一部に向けることによって実現され得る。

それ故に、好適には、体のむき出しの部分が利用され得る。触覚刺激に特に敏感な体の部分の例には、手や手首がある。これは、特に、ハンドヘルドデバイスの場合に用いられ得る。

触覚刺激（ハプティック刺激とも名付けられる。）及び聴覚刺激の自然な時刻同期及び補完的な帯域カバレッジは、そのベント付き音響システムのまさにその特性によって実現され得る。音声と接触（タッチ）との組み合わせは、再生された信号に存在する低音のより良い認識をもたらし得る。

本発明者によって行われた、直径３０ｍｍのドライバを用いたハンドヘルドのプロトタイプに対するリスニングテストにおいて、５人のうち５人の被験者が、音声のみのリスニングに加えて彼らの手に気流を受けた場合に、より大きくより力強い音声システムの印象を受けたとの報告を行った。

以下では、本発明の実施例における理論的基礎に関するいくつかの特徴が説明される。

ベント付き音響システムにおいて、二つの状態が区別され得る。

●ボックス共振周波数より高い場合：高い音圧レベルが生成され、気流はほとんどない。

●ボックス共振周波数より低い場合：速い気流が生成され、音はほとんどない。

ベント付きラウドスピーカの音圧レベル反応は、４次ハイパスフィルタとなり得る。これらシステムの主な欠点は、そのボックス共振周波数未満における非常に限られた音声出力である。本発明の実施例は、音響的に伝えられない情報を触覚フィードバックとしてユーザに提供する。

ボックス共振の両側に分布する調和性をしばしば有する音楽においては、音響的寄与と触覚的寄与との和によって、完全な音声スペクトルがその結果としてユーザに伝えられ得る。機械的作用は、音響的なものとの同期が取られ得る。音楽信号自身は、“音響的”領域及び“機械的”領域にわたって広がっているからである。

ハプティック刺激は、選択的であってもよい。言い換えれば、その刺激は、機械又はユーザによる制御の下、スイッチがオン若しくはオフされてもよく、或いは、量的に調節されてもよいように提供され得る。それはまた、時間が経つにつれて変化する刺激の特徴をカバーするものであってもよい。

次に、そのデバイスの更なる典型的な実施例について説明する。しかしながら、これらの実施例もまた、その方法、そのプログラム要素、及び、そのコンピュータで読み取り可能な媒体にも適用される。

そのハプティック刺激生成ユニットは、特定の体部位におけるハプティック刺激を発生させるのに適していてもよく、この体部位は、ユーザの耳とは異なる部位である。人間の体の特定の部位は、本質的に聴覚刺激に敏感となるように適応している耳よりも、気流に関してはより敏感となり得る。また一方で、手、手首、首、指、及び顔のような人間の体の他の部分は、耳に基づく聴覚と他の体部位に基づく触覚とを適時同期させる方法で組み合わせた刺激を発生させるために、その気流のための適切な的となり得る。更に、聴覚刺激の的と触覚刺激の的とが異なる場合に、全体としての知覚がより強いものとなり得る。

そのハプティック刺激生成ユニットは、その気流をその特定の体部位に向けることによって、そのユーザの特定の体部位におけるハプティック刺激を発生させるのに適したものであってもよい。言い換えれば、対応するように曲げられたチューブ又は他の何れの気流導管のようなガイド機構が、（移動する或いは加速されさえする）その気流を所望の位置に移すため且つこの体部位に選択的に触感を適用するために、提供されてもよい。

そのハプティック刺激生成ユニットは、乱気流を発生させることによって、そのユーザの特定の体部位におけるハプティック刺激を発生させるのに適したものであってもよい。層流を発生させるばかりでなく、例えば、十分に高い速度、十分な気圧レベル及び／又は渦を有する非線形気流をも発生させることにより、そのユーザの皮膚のところでエクスタティックな感覚がもたらされ得る。そのような乱流特性は、ファン、ベンチレータ、又は他の何れかの空気加速機構（例えば、そのベントを形成する導管における特定の先細り形状による。）によって促進されてもよい。流体力学において、乱気流又は乱流は、低い運動量拡散、高い運動量対流、並びに／又は、空間及び時間における圧力及び速度の急速な変化によって特徴付けられる流れの状態である。乱気流は、流体の流線が割れて渦及び複雑に変化するパターンになる場合に存在し得る。これは、その的となる体部位のところで（所望とする）不安定な力をもたらし得る。

そのハプティック刺激生成ユニットは、再生される音声信号における低音部分（詳細にはもっぱら低音部分のみ）に従ってそのベントを通じて気流を発生させることによって、そのユーザの特定の体部位におけるハプティック刺激を発生させるのに適したものであってもよい。特に、ポータブルのものや他の小型の音声再生デバイスにおいては、高品質の低音性能を生み出すことが困難となり得る。そのようなバス周波数のために選択的に追加的なハプティック刺激が加えられた場合、これは、この特定の周波数帯域におけるユーザの感じ方をより良いものとし得る。“バス”周波数は、基本的に２０Ｈｚから１２０Ｈｚの範囲にあり、特に、４０Ｈｚから１２０Ｈｚの間の範囲にあり、より詳細には８０Ｈｚから１２０Ｈｚの間の範囲にある所定の周波数閾値より低い可聴周波数である。

より一般的には、そのハプティック刺激生成ユニットは、可聴周波数に依存した方法でその音声信号に従ってそのベントを通じて気流を発生させることによって、そのユーザの特定の体部位におけるハプティック刺激を発生させるのに適したものであってもよい。言い換えれば、そのハプティック刺激は、様々な可聴周波数毎に異なるものであってもよい。この手段を採用することによって、音声再生システムにおける周波数に特有の音声再生機能が、ユーザのより良い体験に釣り合うようにされ得る。例えば、音声再生品質が比較的悪い周波数領域（例えば、小型再生デバイスにおけるバス領域である。）において強いハプティック刺激が生成され、また、音声再生品質がより良好な周波数領域ではより弱いハプティック刺激が生成されるか、或いは、ハプティック刺激が生成されない。いくつかの適用においては、そのハプティック刺激生成ユニットは、ビデオ信号に従ってそのベントを通じて気流を発生させることによって、そのユーザの特定の体部位におけるハプティック刺激を発生させるのに適したものであってもよい。

そのデバイスは、そのデバイスがそのユーザによって使用され／持ち運ばれる動作状態（例えば、ユーザの体に取り付けられた状態である。）において、そのベントの出口とそのユーザの特定の体部位との間の距離が閾値を超えないように、設計されてもよい。最小距離を定義し得るスペーサが提供されてもよい。特に、そのベントの出口とその特定の体部位との間の距離は、例えばラウドスピーカである音声再生デバイスの直径の５倍以下であってもよい。そのような幾何学的配置により、極めて効率的な音声再生と、組み合わされた刺激とが可能になる。

そのデバイスは、再生される音声信号に従って音波を発生させることによってそのユーザの聴覚による知覚をもたらすのに適した聴覚刺激生成ユニットを更に有する。言い換えれば、その聴覚刺激生成ユニットは、音波を発生させてもよく、それ故に、ラウドスピーカ、ヘッドセット、イヤピース、又はそれらと同種のものであってもよい。音波の生成、及び、気流の生成は、同期され、或いは、調和されてもよく、具体的には、触覚刺激及び聴覚刺激を発生させるための基礎として同じ信号すなわち同じ音声信号を用いることによって、同期され、或いは、調和されてもよい。この手段を採用することによって、そのハプティック刺激は、音響性能の改善又は強化として知覚され得る。

特に、そのデバイスは、ポータブルデバイスとして構成されてもよい。ポータブルデバイスは、多くの場合、比較的小さく、低音を十分な品質で再生するという点において至らないところを有する。触覚刺激を加えることによって、バス領域におけるそのような至らなさが補われ、そして、少なくとも部分的には克服され得る。

音声及び／又は画像データを処理するためのデバイスは、ハンドヘルドの音声再生システム、着用可能なデバイス、近距離音声再生システム、ヘッドホン、イヤホン、パーソナルコンピュータのキーボード、ポータブルオーディオプレーヤー、ラウドスピーカ、オーディオサラウンドシステム、携帯電話、ヘッドセット、補聴器、ハンズフリーシステム、テレビデバイス、ＴＶセットオーディオプレーヤー、ビデオレコーダ、モニタ、ゲーム機、ラップトップ、オーディオプレーヤー、ＤＶＤプレーヤー、ＣＤプレーヤー、ハードディスク型メディアプレーヤー、インターネットラジオデバイス、公衆娯楽機器、ＭＰ３プレーヤー、ハイファイシステム、車載娯楽機器、車両娯楽機器、Philips Innergize systemのような日光浴室システム、医療通信システム、スピーチコミュニケーションシステム、ホームシネマシステム、ホームシアターシステム、オーディオサーバー、オーディオクライアント、フラットテレビ装置、雰囲気創出デバイス、又は、ミュージックホールシステムとして実現され得る。

本発明の実施例に従ったシステムは主に、サウンド又は音声データの品質を向上させることを目的とするが、それはまた、ビデオ及び画像データの品質を向上させることをも目的とする。更に、そのシステムは、音声データと画像データとの組み合わせにも好適に適用可能である。例えば、本発明の実施例は、一以上のスピーカが使用されるビデオプレーヤー又はホームシネマシステムのような視聴覚アプリケーションにおいて実施されてもよい。

本発明の上述の態様及び更なる態様が以下に記載される実施例から明らかとなり、且つ、これら実施例を参照しながら説明される。

本発明は、以下において、実施例を参照しながらより詳細に説明されるが、本発明が実施例に限定されることはない。

本発明の典型的な実施例に従った音声信号を処理するデバイスを示す。 本発明の典型的な実施例に従った音声信号を処理するデバイスの機能的な原理を説明する図を示す。 本発明の典型的な実施例に従った音声信号を処理するデバイスを示す。 本発明の典型的な実施例に従った音声信号を処理するデバイスを示す。 本発明の典型的な実施例に従った音声信号を処理するデバイスを示す。 本発明の典型的な実施例に従った音声信号を処理するデバイスを示す。 本発明の典型的な実施例に従った音声信号を処理するデバイスを示す。 本発明の典型的な実施例に従った音声信号を処理するデバイスを示す。 本発明の典型的な実施例に従った音声信号を処理するデバイスを示す。 本発明の典型的な実施例に従った音声信号を処理するデバイスを示す。 本発明の典型的な実施例に従った音声信号を処理するデバイスを示す。 本発明の典型的な実施例に従った音声信号を処理するデバイスを示す。

図面による図解は、概略的なものである。異なる図面において、同様の又は同一の要素は、同じ参照番号を有する。

以下では、図１を参照しながら、本発明の典型的な実施例に従った、音声信号１０１を処理するためのデバイス１００について説明する。

デバイス１００は、例えばＣＤ、ハードディスク、又は、例えばデジタルテレビとの関連における遠隔ソースへの有線若しくは無線接続といった、音声データソース１１１を有する。

デバイス１００によって再生される音声データ１０１は、ＣＰＵ（中央処理ユニット）であってもよい制御ユニット１０９に送られる。ＣＰＵ１０９は、処理機能を有し、また、再生のために音声信号１０１を準備するために音声信号１０１を処理することができる。

ＣＰＵ１０９は、ユーザがシステム１００全体を制御できるようにする入出力デバイス１１０と双方向通信を行う。入出力ユニット１１０は、液晶ディスプレイ、プラズマデバイス、又はＣＲＴのようなディスプレイユニットを有していてもよい。更に、キーパッド、トラックボール、マウス、ジョイスティック、又は音声認識システム用マイクのような入力要素が、入出力デバイス１１０に備えられていてもよい。ユーザは、対応する制御コマンドをＣＰＵ１０９に与えることによってＣＤ１１１に記憶されたオーディオピース（楽曲）の再生を開始させ得る。

これらの制御コマンドに基づいて、音声データ１０１は、ＣＤ１１１からＣＰＵ１０９へ処理のために送られる。選択された音声データ１０１はその後、ラウドスピーカ１０７によって再生され、その結果、図１で概略的に示される人間の聞き手の耳１０６で知覚できる音波１０８を発生させる。

これ以外に、音声信号１０１はまた、ハプティック刺激生成ユニット１０２にも送られる。構成要素１０２は、ベント（通気孔）１０５を有し、再生される音声信号１０１に従ってベント１０５を通じて乱気流１０４を発生させることによって、そのユーザの首の部分１０３に選択的なハプティック刺激を発生させる。その結果、耳１０６での音声知覚に加え、ユーザは、首１０３のむき出しの皮膚のところで音声データ１０１の触覚によるはっきりした特徴（フィンガープリント）であるハプティック信号１０４を体感できる。聴覚刺激と触覚刺激とのこの相乗的な知覚によって、特に、低音領域における比較的小さな音声振幅が少なくとも部分的に補われ、それにより、ユーザが全体としてより良い体験を得られるようにする。

耳１０６は、音波１０８を感知するために利用され、また、触れられることに敏感な首１０３は、乱気流１０４を体験或いは知覚するために利用される。気流１０４における空気の速度を増大させるために、ベンチレータ、ポンプ、又は他の空気加速部材（図示せず。）をデバイス１００に備えることも可能である。

音声データ１０１の低音部分のみが触覚刺激１０４を発生させるための基礎として採用され、一方で、高音及び中周波数成分がこの目的には使用されないとすることも可能である。小型のデバイスは、特に低音領域において、十分な大きさの低音再生に問題を抱える場合があり、一方で、この問題は、より高い周波数帯域ではあまり言明されない。

音声データソースに加えて或いはその代わりに、画像データソース（図示せず。）が供給されてもよい。そのような場合、デバイス１００によって再生されるビデオ信号は、処理のために制御ユニット１０９に送られてもよい。その後、選択された画像データが、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）等のようなスクリーン（図示せず。）上で再生されてもよい。そのビデオ信号はまた、そのビデオ信号に従って通気孔（例えば、ベント１０５である。）を通じて乱気流を発生させることによってそのユーザの一部位における選択的なハプティック刺激を発生させるために、ハプティック刺激生成ユニット１０２に送られてもよい。

図２は、横座標２０３、２０４に沿ってプロットされる周波数に依存する、縦座標２０１、２０２に沿ってプロットされる音声の大きさの依存状態を図解する図２００である。

図２における上の図は、音圧レベル（ＳＰＬ）を示す。音の低ＳＰＬ領域は、参照番号２０５で表され、また、（音の）高ＳＰＬ領域は、参照番号２０６で表される。

ラウドスピーカドライバコーンの出力は、参照番号２０７で表され、ベントの出力は、参照番号２０８で表され、また、全システムの音圧レベル（コーン＋ベント）は、参照番号２０９で表される。

図２における下の図は、ベント出力での気流を示す。（ベントからの）高気流領域は、参照番号２１０で表され、また、（ベントからの）低気流領域は、参照番号２１１で表される。カーブ２１２は、（直線流を想定した）ベントの気流を表す。

そのベントの直径がそのドライバの直径よりもずっと小さいものとなり得るため、その気流は、そのドライバのところよりもそのベントに近いところでずっと高いものとなり得る。その気流は、そのベントにおける乱れた非線形状態の流れが到達した場合にユーザにとって極めてはっきりしたものとなる。

本発明の実施例は、音響的には適切に再生されない音声信号における低めのトーンでユーザの体を（気流により）機械的に刺激する方法を提供する。

典型的な実施例に従って、ベントが音声再生用製品に統合され、その製品の機械設計は、ベント出力が：
●人の体のむき出しの部分（好適には、触れられることに極めて敏感な部分であるが、原則的には、どの部分であってもよく、例えば手、手首、首、顔等である。）に向けられ、
●使用されるラウドスピーカの直径の５倍未満である、その体から所定距離のところに位置付けられる、ように為される。

図３は、本発明の典型的な実施例に従ったデバイス３００を示す。

ラウドスピーカドライバは、参照番号３０１で表され、また、そのラウドスピーカの直径は、参照番号３０２で表される。ユーザの皮膚は、参照番号３０３で示される。参照番号３０４は、乱気流を示す。図３から分かるように、ベント距離３０５は、そのラウドスピーカの直径３０２の５倍未満である。

図４は、イヤホン４０１を組み入れる本発明の典型的な実施例に従ったデバイス４００を示す。

図４から分かるように、ベント開口４０２は、顎骨の上の皮膚に向けられ且つそれに（ほとんど）触れる。その結果、気流４０３は、定義された方向に流れる。

図５は、チャネル５００を示し、それを通って、気流４０３が端穴のところで放たれるように気流が流れる。

図６は、本発明の別の典型的な実施例に従ったハンドヘルドデバイス６００を示す。

ハンドヘルドデバイス６００は、ラウドスピーカ１０７とベントチューブ６０１とを有し、ベントチューブ６０１の端で気流４０３が放たれてユーザの手６０４に向けられる。ユーザの手６０４は、ハンドヘルドデバイス６００を握り、ボタン６０３を作動させることができる。ディスプレイデバイス６０２もまた提供される。図６から更に分かるように、ベント６０１の開口は、ユーザの手６０４の指に向けられる。例えば、ハンドヘルドデバイス６００は、携帯電話であってもよく、その携帯電話において、音響出力が、手６０４の皮膚に向けられる相関性がある気流４０３を発生させてもよい。

図７は、本発明の典型的な実施例に従ったポータブルゲーム機７００を概略的に示す。

ユーザの二つの手６０４は、ハンドヘルドデバイス７００を持ち、そして、十字型のコントロールボタン７０１を操作する。ラウドスピーカ１０７の他にディスプレイ６０２も示される。ベント開口６０１が示され、その端のところで気流４０３が手６０４に向けて放たれる。

図８は、着用可能なジャケット８０１を着たユーザ８００を示す。

高周波音波１０８は、ラウドスピーカ１０７によって聞き手８００の耳に直接放たれる。また一方で、低周波の音の寄与は、気流４０３を発生させることによって効果的に増大される大きさ（amplitude）を有する。

図９は、着用可能なジャケット８００の一部をより詳細に示す。

襟９００は、ラウドスピーカ１０７及びベント穴４０２を有するものとして示される。気流４０３は、人８００の首に直接向けられる。密閉気積(air volume)は、参照番号９０１で表される。チューブ９０２は、密閉気積９０１からベント穴４０２に空気を向けるために設けられる。

図１０は、本発明の典型的な実施例に従ったヘッドレスト１０００を示す。ヘッドレスト１０００を別の視点から見たものは、図１１で示される。

図１０の上面図及び図１１の側面図は、近距離(near-field)システム１０００の機能を示す。

そのようなヘッドレスト１０００は、長距離飛行用シートに備えられてもよい。ここで再び、音波１０８を体験するユーザ８００が示される。この目的のため、ラウドスピーカ１０７が作動させられる。更に、チューブ９０２を用いて気流４０３が発生させられる。

図１２は、本発明の典型的な実施例に従った位相反転方式（バスレフ型）のスピーカ構造（bass reflex speaker configuration）１２００を示す。

ラウドスピーカ１０７は、図示されるように、移動質量、及び、ベント１０５を介して放出される方向を変えられた気流４０３を有する。その空気が感じられる領域は、参照番号１２０１で示される。

用語“有する”は他の要素又は機構を除外するものではない点、及び、単数表現は複数を除外するものではない点には留意すべきである。また、別々の実施例に関連して説明された要素同士が組み合わされてもよい。

また、特許請求の範囲における引用符号は、クレームの範囲を限定するものとして解釈されてはならない点にも留意すべきである。

Claims (14)

1. 音声信号及び／又はビデオ信号を処理するためのデバイスであって、
   再生される前記音声信号及び／又はビデオ信号に従ってベントを通じて気流を発生させることによりユーザの特定の体部位におけるハプティック刺激を発生させるのに適したハプティック刺激生成ユニットを有するデバイス。
2. 前記ハプティック刺激生成ユニットは、前記ユーザの耳とは異なる特定の体部位におけるハプティック刺激を発生させるのに適している、
   請求項１に従ったデバイス。
3. 前記ハプティック刺激生成ユニットは、手、手首、首、指、及び顔を含むグループから選択される特定の体部位におけるハプティック刺激を発生させるのに適している、
   請求項１に従ったデバイス。
4. 前記ハプティック刺激生成ユニットは、前記気流を前記特定の体部位に向けることによって前記ユーザの特定の体部位におけるハプティック刺激を発生させるのに適している、
   請求項１に従ったデバイス。
5. 前記ハプティック刺激生成ユニットは、乱気流を発生させることによって、前記ユーザの特定の体部位におけるハプティック刺激を発生させるのに適している、
   請求項１に従ったデバイス。
6. 当該デバイスは、少なくとも一つの前記音声信号の処理に適し、
   前記ハプティック刺激生成ユニットは、再生される前記音声信号におけるバス部分であり、具体的にはもっぱらバス部分のみに従って前記ベントを通じて前記気流を発生させることによって、前記ユーザの特定の体部位におけるハプティック刺激を発生させるのに適している、
   請求項１に従ったデバイス。
7. 当該デバイスは、少なくとも一つの前記音声信号の処理に適し、
   前記ハプティック刺激生成ユニットは、可聴周波数に依存した方法で前記音声信号に従って前記ベントを通じて前記気流を発生させることによって、前記ユーザの特定の体部位におけるハプティック刺激を発生させるのに適している、
   請求項１に従ったデバイス。
8. 当該デバイスが前記ユーザによって使用される動作状態において、前記ベントの出口と前記ユーザの前記特定の体部位との間の距離が閾値を超えないように設計される、
   請求項１に従ったデバイス。
9. 当該デバイスは、少なくとも一つの前記音声信号の処理に適し、且つ、前記ユーザによって使用される動作状態において、前記ベントの出口と前記ユーザの前記特定の体部位との間の距離が、前記音声信号を再生する音声再生装置の直径の５倍を超えないように設計される、
   請求項１に従ったデバイス。
10. 当該デバイスは、少なくとも一つの前記音声信号の処理に適し、且つ、再生される前記音声信号に従って音波を発生させることによって前記ユーザの聴覚による知覚をもたらすのに適した音響刺激生成ユニットを有する、
    請求項１に従ったデバイス。
11. 前記ハプティック刺激と前記聴覚による知覚とを同期させるように構成される、
    請求項１０に従ったデバイス。
12. 音声信号及び／又はビデオ信号を処理する方法であって、
    再生される前記音声信号及び／又はビデオ信号に従ってベントを通じて気流を発生させることによって、ユーザの特定の体部位におけるハプティック刺激を発生させるステップを有する方法。
13. 音声信号及び／又はビデオ信号を処理するコンピュータプログラムが保存されるコンピュータで読み取り可能な媒体であり、該コンピュータプログラムが、プロセッサによって実行されると、請求項１２に従った方法を実行し或いは制御するよう構成される、コンピュータで読み取り可能な媒体。
14. 音声信号及び／又はビデオ信号を処理するプログラム要素であり、プロセッサによって実行されると請求項１２に従った方法を実行し或いは制御するよう構成される、プログラム要素。

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