JP2017169007A - 音量制御システムおよびハードディスク内蔵表示装置 - Google Patents

音量制御システムおよびハードディスク内蔵表示装置 Download PDF

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Abstract

【課題】スピーカから出力される音声の伝播に起因した被振動部の振動を抑制することができ、被振動部の動作不良または破損、劣化等の発生頻度を低減する音量制御システムの提供を目的とする。
【解決手段】スピーカから出力される音量を制御する音量制御システムであって、スピーカから出力すべき音声の音声信号を出力する制御部と、音声信号に増幅処理を施してスピーカへ与え、スピーカから音声を出力させる音声出力部と、スピーカから出力される音声の音量に基づく被振動部の振動を測定し、制御部へ振動データを出力する振動センサとを備え、制御部と音声出力部とを含む制御手段は、振動データに基づいてスピーカに与えられる音声信号を補正し、被振動部の振動が抑制されるよう制御する。
【選択図】図1

Description

本発明は、音量制御システムおよびその音量制御システムを備えたハードディスク内蔵表示装置に関し、特にスピーカから出力される音声の音量に起因した振動を抑制する技術に関する。
ハードディスク内蔵テレビは、その内蔵ハードディスクにデジタルテレビ放送等の番組を手軽に録画したり再生したりできる特徴を有する。近年、ハードディスク内蔵テレビは表示画面の大型化が進み、一般家庭用から会議用、教育用まで多様な用途で使用されている。
会議および教育用途のハードディスク内蔵テレビは、その使用する環境の特性上、大音量の音声を出力して使用する場合が多い。しかしながら、ハードディスク内蔵テレビを大音量で使用すると、内蔵スピーカの振動がハードディスクに伝播し、ハードディスクに記録されたデータへのアクセス不良が生じる。
特許文献1には、内蔵スピーカから伝達される振動起因のアクセス不良を抑制するための制振部材もしくは制振ユニットを備える映像記録装置内蔵テレビが開示されている。
特開2010−130454号公報
しかしながら、特許文献1に記載の映像記録装置内蔵テレビは、ハードディスク周囲に設ける制振部材や制振ユニットの構造が複雑であり、製品コストが増加する。また、制振部材が制振できる周波数帯域は限られており、スピーカから出力される全ての音声周波数に対して制振部材および制振ユニットが制振効果を発揮するわけではない。よって、スピーカから出力される音声や音楽ソースに合わせて、すなわち出力される音声周波数に合わせて最適な制振部材を選定し、適宜その制振部材および制振ユニットを交換する必要がある。
本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、スピーカから出力される音声に起因した振動を抑制することができ、被振動部の動作不良または破損、劣化等の発生頻度を低減する音量制御システムの提供を目的とする。
本発明に係る音声制御システムは、スピーカから出力される音量を制御する音量制御システムであって、スピーカから出力すべき音声の音声信号を出力する制御部と、音声信号に増幅処理を施してスピーカへ与え、スピーカから音声を出力させる音声出力部と、スピーカから出力される音声の音量に基づく被振動部の振動を測定し、制御部へ振動データを出力する振動センサとを備え、制御部と音声出力部とを含む制御手段は、振動データに基づいてスピーカに与えられる音声信号を補正し、被振動部の振動が抑制されるよう制御する。
本発明に係る音量制御システムによれば、スピーカから出力される音声に起因した振動を抑制することができ、被振動部の動作不良または破損、劣化等の発生頻度を低減する音量制御システムの提供が可能となる。
実施の形態における音量制御システムとハードディスク内蔵表示装置の構成を表すブロック図である。 実施の形態におけるハードディスク内蔵表示装置の構成を表す正面図である。 実施の形態におけるハードディスク内蔵表示装置の構成を表す背面図である。 実施の形態におけるハードディスクの取付部の平面図である。 実施の形態におけるハードディスクの取付部の底面図である。 実施の形態における振動強度の周波数特性の一例を表す図である。 実施の形態における音量補正信号強度の周波数特性一例を表す図である。
本発明に係る音量制御システムおよびその音量制御システムを備えるハードディスク内蔵表示装置、例えばハードディスク内蔵テレビの実施の形態を、以下に図を用いて説明する。なお、本実施の形態においては、スピーカから出力される音量に基づいて振動するハードディスクの振動を抑制する例を示す。
(音量制御システムの構成)
図1は、本実施の形態における音量制御システム100およびその音量制御システム100を備えるハードディスク内蔵表示装置200のブロック図である。音量制御システム100は、スピーカ21から出力される音量を制御するシステムである。音量制御システム100は、スピーカ21から出力すべき音声の音声信号を出力する制御部11と、その制御部11が出力した音声信号に増幅処理を施してスピーカ21へ与え、スピーカ21から音声を出力させる音声出力部12とを備える。制御部11は、例えばマイクロプロセッサを備え各種演算や処理を行う。
また、音量制御システム100は、スピーカ21から出力される音声の音量に基づく被振動部の振動を測定し、その測定した振動データを制御部11へ出力する振動センサ13をさらに備える。被振動部とは、例えば振動に対して脆弱性を有する電子機器であり、本実施の形態においてはハードディスク22である。また、振動センサ13は、例えば加速度センサである。
音量制御システム100は、必ずしもそれらスピーカ21または被振動部を自らが備える必要はない。例えば、音量制御システム100を備える装置が、スピーカ21と被振動部を含む構成であっても良く、本実施の形態では、後述するが音量制御システム100を備えるハードディスク内蔵表示装置200が、スピーカ21とハードディスク22を含む。
また、本実施の形態においては、音量制御システム100は、音声信号やその音声信号に関わる各処理のデータ、振動データ等を記録するメモリ14をさらに備える。そのメモリ14は制御部11と接続され適宜データの読み込みと保存が可能である。
(ハードディスク内蔵表示装置の構成)
本実施の形態におけるハードディスク内蔵表示装置200の構成を説明する。図2はハードディスク内蔵表示装置200の正面図であり、図3はその背面図である。ハードディスク内蔵表示装置200は表示装置本体20を備える。
ハードディスク内蔵表示装置200の表示装置本体20は、前面側すなわち正面側に、LCD(Liquid Crystal Display)等の表示部である表示デバイスパネル23と、表示デバイスパネル23の周辺を覆い、ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene)等の樹脂部材を含む前面筐体のフロントカバー24と、スピーカ21を設置するためにフロントカバー24に設けられた開口部24aとを備える。なお本実施の形態においては、フロントカバー24の下側の左右に一対の開口部24aが設けられている。また表示装置本体20は、その表示装置本体20の下部にスタンド25をさらに備え、テレビ台等への設置を容易にしている。また表示装置本体20は、表示デバイスパネル23の裏側すなわち背面側を覆い、樹脂部材または金属部材を含む背面側筐体としてバックカバー26をさらに備える。
また、表示装置本体20は音声出力用のスピーカ21をさらに備える。なお、本実施の形態においては、スピーカ21は表示装置本体20と一体に設けられた一対の内蔵スピーカであり、一対の開口部24aより音声を外部へ出力する。
また、表示装置本体20は、表示デバイスパネル23の裏側に映像・音声記録用のハードディスク22を内蔵してさらに備える。そのハードディスク22は、表示装置本体20に固定手段である固定具27によって固定される。なお、固定具27は、例えば固定用板金である。本実施の形態においては、ハードディスク22が、スピーカ21から出力される音声の音量に基づいて振動する被振動部に相当する。ハードディスク22は振動に対して脆弱であり、ハードディスク22に伝播する振動が大きいと、内部データへのアクセス不良が発生するため、振動を最小限に抑えることが望ましい。
図4は、図3のハードディスク内蔵表示装置200の背面図におけるハードディスク22の取付部Aを拡大して示した図である。図5はハードディスク22の取付部Aを表示装置本体20の下側から見た底面図である。つまり、図4に示した座標系で−z方向から+z方向に見た底面図が図5である。本実施の形態においては、ハードディスク22と固定具27との間には制振用部材28が設けられている。その制振用部材28は振動低減効果のある弾性材料で構成され、例えばゴムである。
振動センサ13は、被振動部のハードディスク22が固定された固定具27に設置される。その設置位置はハードディスク22の近傍である。これにより、振動センサ13は、固定具27を介してハードディスク22の振動を測定する。
振動センサ13またはスピーカ21、ハードディスク22の構成はこれらに限らず、スピーカ21の音声の音量に起因した振動がハードディスク22に伝達し、振動センサ13がその振動を測定するその他の構成を含む。
図1には音量制御システム100に加えて、その音量制御システム100を備えるハードディスク内蔵表示装置200のブロック図も示している。ハードディスク内蔵表示装置200は、音量制御システム100と映像出力部29、表示デバイスパネル23、ハードディスク22、スピーカ21とを備える。制御部11は、音量制御システム100の制御部11の機能に加え、表示デバイスパネル23の制御部11の機能を兼ねる。すなわち、制御部11は、スピーカ21から出力すべき音声の音声信号を出力するだけでなく、表示デバイスパネル23から出力すべき映像の映像信号を出力する。その映像信号は、ハードディスク内蔵表示装置200が備える映像出力部29へ入力されて処理される。映像出力部29は、映像信号を処理し表示デバイスパネル23に出力して映像を表示させる。
また、メモリ14も、音量制御システム100におけるメモリ機能、すなわち音声信号やその音声信号に関わる各処理のデータ、振動データ等のメモリ機能に加え、ハードディスク内蔵表示装置200の映像処理に使用するデータのメモリ機能も有する。また、本実施の形態において、ハードディスク22は制御部11と接続して制御される。
(音量制御の動作)
音量制御システム100の音量制御の動作を説明する。制御部11は、スピーカ21から出力すべき音声の音声信号を出力する。音声出力部12は、その音声信号に増幅処理を施してスピーカ21へ与え、スピーカ21から音声を出力させる。スピーカ21から音声が出力されることによって、スピーカ21の周辺には振動が発生する。その振動は、フロントカバー24またはバックカバー26、固定具27、制振用部材28などを経由してハードディスク22に伝播する。ハードディスク22の近傍に設置された振動センサ13は、そのスピーカ21から出力される音声の音量に基づくハードディスク22の振動を測定し制御部11へ振動データを出力する。
制御部11と音声出力部12とは、振動データに基づいてスピーカ21に与えられる音声信号を補正し、ハードディスク22の振動が抑制されるよう制御する。本実施の形態においては、制御部11は振動データに基づく音量補正信号を生成して音声出力部12へ出力する。音声出力部12は音声信号の増幅処理を、その音量補正信号によって補正して音量を制御する。その音量補正信号に関して、制御部11は、音声信号に含まれる各周波数に対し、振動データに基づく各音量補正信号を生成する。音声出力部12は、その各音量補正信号によって、音声信号の各増幅処理を周波数ごとに補正して音量を制御する。その音量補正信号に関して、より具体的には、制御部11は、振動データから周波数ごとの各振動強度を算出し、各振動強度が規定値以上である各周波数に対して各増幅処理を抑制する音量補正信号を生成する。また、本実施の形態においては、制御部11はメモリ14に記録された複数の振動データに基づいて音量補正信号を生成する。
つまり、制御部11は、音声信号に含まれる周波数帯域と同じ周波数帯域において、振動データの周波数解析を行い、周波数ごとの振動強度すなわち振動強度の周波数特性を算出する。また、制御部11は、入力される振動データをメモリ14に保存し、複数の振動データを積算し、平均化した振動強度の周波数特性を算出する。積算回数が多いほど、スピーカ21から出力される音声は様々な周波数帯域の音声を含むこととなるため、各周波数の音声信号強度は平均化される。振動データもその平均化された音声強度に基づくが、ハードディスク22を含むハードディスク内蔵表示装置200が振動しやすい周波数においては、振動強度は音声強度に依存せず強くなる。すなわち、振動データを積算することで、ハードディスク内蔵表示装置200の振動しやすい周波数が明らかとなる。その振動しやすい周波数とは、例えば、ハードディスク22を含むハードディスク内蔵表示装置200の共振周波数である。なお、メモリ14へ保存するデータ形式は適当に選択すればよく、例えば、テーブルで保存しても良い。
図6は制御部11が解析した振動データに基づく振動強度の周波数特性であり、図6の点線は振動強度の規定値である。制御部11はその規定値以上の振動強度を有する周波数に対し、その振動強度に応じて増幅率を抑制する音量補正信号を生成する。図7はその音量補正信号の強度すなわち増幅率の抑制強度と周波数の関係を示す一例である。音量補正信号の波形は、規定値以上の振動強度を有する周波数帯域において、振動強度の波形とは、上下が逆向きの形を有する。制御部11は生成した音量補正信号を音声出力部12へ出力する。音声出力部12は音量補正信号に基づいて増幅率を補正したうえで増幅処理を行い、音声をスピーカ21から出力させる。
(効果)
振動センサ13は、スピーカ21から出力される音声の音量に起因した振動のうち、固定具27に伝達された振動を測定する。その測定した振動データを解析し、振動強度が大きかった周波数帯域と対応する音声周波数帯域に属する音声の音量を制御することで、振動センサ13を設置した位置の振動を低減できる。本実施の形態では、被振動部であるハードディスク22の近傍に振動センサ13を設置したので、振動センサ13を設置した位置の振動を低減することは、ハードディスク22の振動を低減することにつながる。また、本実施の形態では、振動センサ13を設置した固定具27とハードディスク22との間に制振用部材28を設けたため、ハードディスク22に伝達する振動をさらに低減させることが可能である。
また、メモリ14に蓄積した複数の振動データに対し周波数解析することで、スピーカ21から出力される音声に起因したハードディスク22の振動のうち、ハードディスク22が設置されたハードディスク内蔵表示装置200の共振周波数もしくは振動しやすい周波数に対応する音声周波数の音量を制御できる。それにより、ハードディスク22の振動を低減できる。これらの結果、ハードディスク22内部データのアクセス不良の頻度を低減することができ、また、ハードディスク22の故障頻度も低減できる。
以上まとめると、本発明に係る音量制御システム100は、スピーカ21から出力される音量を制御する音量制御システム100であって、スピーカ21から出力すべき音声の音声信号を出力する制御部11と、音声信号に増幅処理を施してスピーカ21へ与え、スピーカ21から音声を出力させる音声出力部12と、スピーカ21から出力される音声の音量に基づく被振動部の振動を測定し、制御部11へ振動データを出力する振動センサ13とを備え、制御部11と音声出力部12とを含む制御手段は、スピーカ21に与えられる音声信号を振動データに基づいて補正し、振動が抑制されるよう制御する。
以上のような構成により、スピーカ21から出力される音声の伝播に起因した被振動部の振動を抑制することができる。その結果、被振動部の動作不良または破損、劣化等の発生頻度を低減することができる。特に、スピーカ21と被振動部と振動センサ13とが一体の装置に備えられている場合、スピーカ21の振動が空間を介さずに装置を構成する部材を伝播して被振動部に到達する。よって、本実施の形態に示したようなハードディスク内蔵表示装置200においては、本発明の音量制御による振動制御の効果を強く奏する。
また、本発明に係る音量制御システム100は、その制御部11が、振動データに基づく音量補正信号を生成して音声出力部12へ出力し、音声出力部12は、音声信号の増幅処理を音量補正信号によって補正して、音量を制御する。以上のような構成により、スピーカ21から出力される音声の伝播に起因した被振動部の振動を、その音声の音量を制御することで低減できる。その結果、被振動部の動作不良または破損、劣化等の発生頻度を低減することができる。
また、本発明に係る音量制御システム100は、その制御部11が、音声信号に含まれる各周波数に対し、振動データに基づく各音量補正信号を生成して音声出力部12へ出力し、音声出力部12は、各音量補正信号により音声信号の増幅処理を周波数ごとに補正して音量を制御する。以上のような構成により、スピーカ21から出力される音声の伝播に起因した特定周波数帯域の被振動部の振動を、その周波数帯域の音量を制御することで低減できる。その結果、被振動部の動作不良または破損、劣化等の発生頻度を低減することができる。
また、本発明に係る音量制御システム100、その制御部11が、振動データから算出した周波数ごとの各振動強度が規定値以上である各周波数に対して各増幅処理を抑制する音量補正信号を生成する。以上のような構成により、スピーカ21から出力される音声の伝播に起因した被振動部の振動のうち、振動強度が大きい周波数帯域と対応する音声周波数の音量を制御することで、被振動部の振動を低減できる。その結果、被振動部の動作不良または破損、劣化等の発生頻度を低減することができる。
また、本発明に係る音量制御システム100は、振動データを記録するメモリ14をさらに備え、制御部11はメモリ14に記録された複数の振動データに基づいて音量補正信号を生成する。以上のような構成により、スピーカ21から出力される音声の伝播に起因した被振動部の振動のうち、被振動部が設置された装置の共振周波数に対応する音声周波数の音量を制御し、被振動部の振動を低減できる。その結果、被振動部の動作不良または破損、劣化等の発生頻度を低減することができる。
本発明に係るハードディスク内蔵表示装置200は、音量制御システム100と、スピーカ21とハードディスク22とを含む表示装置本体20とを備え、被振動部がハードディスク22である。以上のような構成により、スピーカ21から出力される音声の伝播に起因したハードディスク22の振動を抑制することができる。その結果、ハードディスク22の内部データへのアクセス不良や、ハードディスクの故障の頻度を低減することができる。
また、本発明に係るハードディスク内蔵表示装置200は、そのハードディスク22が、表示装置本体20に固定具27(固定手段)によって固定され、振動センサ13が固定手段に設置される。以上のような構成により、スピーカ21から出力される音声に起因したハードディスク22の振動を特に効率よく抑制することができる。その結果、ハードディスク22内部データのアクセス不良や、ハードディスクの故障の頻度を特に低減することができる。
<実施の形態の変形例>
音量制御システム100の制御部11による音量補正の動作は、上記の実施の形態に限るものでない。以下に、その変形例を記載する。
本発明に係る音量制御システム100の制御部11が生成した音量補正信号による補正の大きさは、増幅処理の増幅の大きさすなわちユーザーによる音量設定の大きさと正の相関を有することが好ましい。増幅処理を補正する前にスピーカ21から出力する音量すなわちユーザーにより設定された音量が小さい場合には、音量補正信号による補正量を小さく、その音量が大きい場合には音量補正信号による補正量を大きくする。以上のような構成により、スピーカ21から出力される音声の伝播に起因した被振動部の振動を、もとの音声の音量に応じて制御しながら被振動部の振動を低減できる。その結果、被振動部の動作不良または破損、劣化等の発生頻度を低減することができる。
本発明に係る音量制御システム100は、制御部11が、振動データから周波数ごとの各振動強度と、音声信号から周波数ごとの各音声信号強度とを算出して比較し、各振動強度と各音声信号強度との差が規定値以上である各周波数に対して各増幅処理を抑制する音量補正信号を生成しても良い。
つまり、制御部11は音声出力部12へ出力する前の音声信号に対し周波数解析を行い、音声信号強度の周波数特性を算出する。また、制御部11は、その音声信号に含まれる周波数帯域と同じ周波数帯域において、振動データの周波数解析を行い、振動強度の周波数特性を算出する。制御部11は、各周波数において音声信号強度と振動強度の差を算出する。制御部11は、その差が予め設定しておいた規定値以上である周波数に対し、その差に応じて増幅率を抑制する音量補正信号を生成する。制御部11は生成した音量補正信号を音声出力部12へ出力する。音声出力部12は音量補正信号に基づいて増幅率を補正したうえで増幅処理を行い、音声をスピーカ21から出力させる。なお、ここで音声信号強度と振動強度との差とは、両者の減算によって得られる差分であっても良いし、除算によって得られる商であって良い。以上のような構成により、スピーカ21から出力される音声の伝播に起因した被振動部の振動のうち、振動強度が大きい周波数帯域と対応する音声周波数の音量を制御することで、被振動部の振動を低減できる。その結果、被振動部の動作不良または破損、劣化等の発生頻度を低減することができる。
また、本発明に係る音量制御システム100の振動センサ13の設置位置と個数は、上記の実施の形態に限るものではない。上記の実施の形態では、1つの振動センサ13を被振動部であるハードディスク22の近傍に設置したが、複数個の振動センサ13を複数箇所に設置しても良い。例えば、スピーカ21よりも被振動部に近い側に1つの振動センサ13を、ハードディスク22よりもスピーカ21に近い側にもう1つの振動センサ13を設けても良い。スピーカ21から伝達される振動と、ハードディスク22の内部のディスクが回転して発生する振動とを分離して測定できる。また、振動センサ13の設置位置は、スピーカ21の大きさまたは設置個数、設置位置に応じて適当に調整することが好ましい。
なお、上記の実施の形態では、スピーカ21と被振動部であるハードディスク22とがともにハードディスク内蔵表示装置200に内蔵された構成を示したが、これは一例に過ぎない。スピーカ21を備える装置と被振動部を備える装置とが別個の装置であっても良い。例えば、スピーカ21を備える装置と被振動部を備える装置とが互いに別個の装置であり、それぞれ独立した筐体を備えていても、その2つの装置が接して設置された場合、スピーカ21から出力される音声に起因した振動は、被振動部に伝達される。よって、本実施の形態と同様に、その振動を振動センサ13で測定し、制御部11によって音量補正信号を生成し音量制御を行っても上述した本発明の効果を奏する。
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
11 制御部、12 音声出力部、13 振動センサ、14 メモリ、20 表示装置本体、21 スピーカ、22 ハードディスク、23 表示デバイスパネル、24 フロントカバー、24a 開口部、25 スタンド、26 バックカバー、27 固定具、28 制振用部材、29 映像出力部、100 音量制御システム、200 ハードディスク内蔵表示装置。

Claims (9)

  1. スピーカから出力される音量を制御する音量制御システムであって、
    前記スピーカから出力すべき音声の音声信号を出力する制御部と、
    前記音声信号に増幅処理を施して前記スピーカへ与え、前記スピーカから音声を出力させる音声出力部と、
    前記スピーカから出力される前記音声の音量に基づく被振動部の振動を測定し、前記制御部へ振動データを出力する振動センサとを備え、
    前記制御部と前記音声出力部とを含む制御手段は、前記振動データに基づいて前記スピーカに与えられる前記音声信号を補正し、前記被振動部の振動が抑制されるよう制御することを特徴とする音量制御システム。
  2. 前記制御部は、前記振動データに基づく音量補正信号を生成して前記音声出力部へ出力し、
    前記音声出力部は、前記音声信号の前記増幅処理を、前記音量補正信号によって補正して前記音量を制御する請求項1に記載の音量制御システム。
  3. 前記音量補正信号による補正の大きさは、ユーザーによる音量設定の大きさと正の相関を有する請求項2に記載の音量制御システム。
  4. 前記振動データを記録するメモリをさらに備え、
    前記制御部は前記メモリに記録された複数の前記振動データに基づいて前記音量補正信号を生成する請求項2もしくは請求項3に記載の音量制御システム。
  5. 前記制御部は、前記音声信号に含まれる各周波数に対し、前記振動データに基づく各前記音量補正信号を生成して前記音声出力部へ出力し、
    前記音声出力部は、各前記音量補正信号により前記音声信号の前記増幅処理を前記周波数ごとに補正して前記音量を制御する請求項2から請求項4のいずれか一項に記載の音量制御システム。
  6. 前記制御部は、前記振動データから算出した前記周波数ごとの各振動強度が規定値以上である各前記周波数に対して各前記増幅処理を抑制する前記音量補正信号を生成する請求項5に記載の音量制御システム。
  7. 前記制御部は、前記振動データから算出した前記周波数ごとの各振動強度と、前記音声信号から算出した前記周波数ごとの各音声信号強度との差が規定値以上である各前記周波数に対して各前記増幅処理を抑制する前記音量補正信号を生成する請求項5に記載の音量制御システム。
  8. 請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の音量制御システムと、
    前記スピーカとハードディスクとを含む表示装置本体とを備え、
    前記被振動部がハードディスクであるハードディスク内蔵表示装置。
  9. 前記ハードディスクは前記表示装置本体に固定手段によって固定され、
    前記振動センサが前記固定手段に設置される請求項8に記載のハードディスク内蔵表示装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021026787A (ja) * 2019-08-02 2021-02-22 浙江志創企業管理有限公司 Hddに対する振動を低減させる保護固定設備
WO2024127562A1 (ja) * 2022-12-14 2024-06-20 日本電信電話株式会社 振動情報伝送システム、振動計測装置、方法およびプログラム

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