JP2024056221A - Body-sensing acoustic system and signal generating device - Google Patents
Body-sensing acoustic system and signal generating device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2024056221A JP2024056221A JP2022162960A JP2022162960A JP2024056221A JP 2024056221 A JP2024056221 A JP 2024056221A JP 2022162960 A JP2022162960 A JP 2022162960A JP 2022162960 A JP2022162960 A JP 2022162960A JP 2024056221 A JP2024056221 A JP 2024056221A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- acoustic
- vibration
- filter
- resonant frequency
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 claims abstract description 13
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims abstract description 11
- 230000001934 delay Effects 0.000 claims description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 3
- 230000035807 sensation Effects 0.000 claims 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 15
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 15
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 14
- 210000000115 thoracic cavity Anatomy 0.000 description 7
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 210000003625 skull Anatomy 0.000 description 2
- 208000003251 Pruritus Diseases 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000002301 combined effect Effects 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 210000005069 ears Anatomy 0.000 description 1
- 230000005520 electrodynamics Effects 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 210000000103 occipital bone Anatomy 0.000 description 1
- 210000003455 parietal bone Anatomy 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Details Of Audible-Bandwidth Transducers (AREA)
- Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
Abstract
【課題】より臨場感のある音響体験を実現できる技術を提供する。【解決手段】体感音響システム1において、第1フィルタ20aは、入力される音響信号から、人体の所定部位の共鳴周波数の成分を抽出する。第1信号生成部22aは、第1フィルタ20aで抽出された信号の残響信号を含み、かつ、当該抽出された信号が除去または減衰された音響振動信号を生成する。第1加振器12aは、所定部位に対応する位置に配置され、第1信号生成部22aで生成された音響振動信号に基づいて振動を生成する。【選択図】図1[Problem] To provide a technology that can realize a more realistic acoustic experience. [Solution] In a sensible acoustic system 1, a first filter 20a extracts a component of a resonant frequency of a predetermined part of the human body from an input acoustic signal. A first signal generator 22a generates an acoustic vibration signal that includes a reverberation signal of the signal extracted by the first filter 20a and in which the extracted signal has been removed or attenuated. A first vibrator 12a is disposed at a position corresponding to the predetermined part, and generates vibrations based on the acoustic vibration signal generated by the first signal generator 22a. [Selected Figure] Figure 1
Description
本発明は、体感音響システムおよび信号生成装置に関する。 The present invention relates to a sensible acoustic system and a signal generating device.
車両のフロント席とリア席のシート下等に埋め込まれたシート加振器を備え、音声信号の低音部分を抽出しシート加振器に伝達し、シート加振器を振動させる車載用音響再生装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。 There is a known in-vehicle sound reproducing device that has seat vibrators embedded under the front and rear seats of a vehicle, extracts the low-frequency components of an audio signal, transmits them to the seat vibrator, and vibrates the seat vibrator (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1の技術では、ユーザはシート加振器による振動を感じることはできるが、音楽によってはむずがゆく感じるだけの可能性があり、臨場感を得られない可能性がある。そのため、幅広い音響体験のニーズを満たすには不十分である。
The technology in
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、より臨場感のある音響体験を実現できる技術を提供することである。 The present invention was made in light of these circumstances, and its purpose is to provide technology that can create a more realistic audio experience.
上記課題を解決するために、本発明のある態様の体感音響システムは、入力される音響信号から、人体の所定部位の共鳴周波数の成分を抽出するフィルタと、フィルタで抽出された信号の残響信号を含み、かつ、当該抽出された信号が除去または減衰された音響振動信号を生成する信号生成部と、所定部位に対応する位置に配置され、信号生成部で生成された音響振動信号に基づいて振動を生成する加振器と、を備える。 To solve the above problem, a bodily acoustic system according to one embodiment of the present invention includes a filter that extracts, from an input acoustic signal, components of the resonant frequency of a specific part of the human body; a signal generator that generates an acoustic vibration signal that includes a reverberation signal of the signal extracted by the filter and in which the extracted signal has been removed or attenuated; and a vibrator that is positioned at a position corresponding to the specific part and generates vibrations based on the acoustic vibration signal generated by the signal generator.
本発明の別の態様は、信号生成装置である。この装置は、人体の所定部位に対応する位置に配置され、音響振動信号に基づいて振動を生成する加振器に対して、当該音響振動信号を供給する信号生成装置であって、入力される音響信号から、所定部位の共鳴周波数の成分を抽出するフィルタと、フィルタで抽出された信号の残響信号を含み、かつ、当該抽出された信号が除去または減衰された音響振動信号を生成する信号生成部と、を備える。 Another aspect of the present invention is a signal generating device. This device is arranged at a position corresponding to a predetermined part of the human body, and supplies an acoustic vibration signal to a vibrator that generates vibrations based on the acoustic vibration signal. The device includes a filter that extracts a component of the resonant frequency of the predetermined part from the input acoustic signal, and a signal generating unit that generates an acoustic vibration signal that includes a reverberation signal of the signal extracted by the filter and in which the extracted signal has been removed or attenuated.
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。 In addition, any combination of the above components, and any transformation of the present invention into a method, device, system, recording medium, computer program, etc., are also valid aspects of the present invention.
本発明によれば、より臨場感のある音響体験を実現できる。 The present invention makes it possible to achieve a more realistic audio experience.
図1は、実施の形態の体感音響システム1の構成を示すブロック図である。体感音響システム1は、既存の音響信号出力装置(図示せず)から供給される音響信号を音波に変換して出力するとともに、その音響信号に基づいて発生させた振動をユーザの身体に加える。音響信号出力装置は、例えば、音楽再生装置であってよい。音楽再生装置は、例えば、カーステレオ、CDプレーヤ、スマートフォン、DAP(Digital Audio Player)等ソース音源に使用することができる。以下、体感音響システム1は、車両に搭載される車載システムである一例を説明するが、これに限らない。体感音響システム1は、屋内などで利用されてもよい。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a sensible
図1に示すように、体感音響システム1は、信号生成装置10、第1加振器12a、第2加振器12b、および音響出力装置14を備える。第1加振器12a、第2加振器12bを総称して加振器12と呼ぶ。信号生成装置10の複数の機能ブロックは、ハードウェア的には、回路ブロック、メモリ、その他のLSIで構成することができ、ソフトウェア的には、メモリにロードされたプログラムをCPUが実行すること等により実現される。したがって、これらの機能ブロックがハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは当業者には理解されるところであり、いずれかに限定されるものではない。
As shown in FIG. 1, the sensible
音響信号出力装置から出力された音響信号は、信号生成装置10と音響出力装置14に供給される。音響出力装置14は、例えば、車室内に設置された複数のスピーカーを含み、供給された音響信号を音波に変換して出力する。これにより、ユーザは、再生された音楽を聞くことができる。
The acoustic signal output from the acoustic signal output device is supplied to the signal generating
信号生成装置10は、供給された音響信号に基づいて、第1音響振動信号と第2音響振動信号を生成し、第1音響振動信号を第1加振器12aに供給し、第2音響振動信号を第2加振器12bに供給する。第1音響振動信号、第2音響振動信号を総称して音響振動信号と呼ぶ。
The signal generating
加振器12は、車両のシートに内蔵され、供給された音響振動信号に基づいて振動を生成する。加振器12には、動電型、圧電型、静電型などの既存の加振器のいずれを用いてもよい。 The vibrator 12 is built into the vehicle seat and generates vibrations based on the supplied acoustic vibration signal. The vibrator 12 may be any of the existing vibrators, such as electrodynamic, piezoelectric, or electrostatic types.
図2は、図1の加振器12が内蔵されたシート30を概略的に示す側面図である。複数の加振器12は、例えば、シート30の背もたれに配置される。複数の加振器12のそれぞれは、人体の異なる所定部位に対応する位置に配置される。第1加振器12aは、例えば、人体の第1所定部位である第4胸椎に対応する位置に配置される。つまり、第1加振器12aは、シート30にユーザが座った場合に第4胸椎の近くに位置することが想定される位置に設置される。第2加振器12bは、例えば、人体の第2所定部位である第3腰椎に対応する位置に配置される。つまり、第2加振器12bは、シート30にユーザが座った場合に第3腰椎の近くに位置することが想定される位置に設置される。
Figure 2 is a side view showing a schematic diagram of a
図3は、人体の骨の各位置の共鳴周波数を示す。加振器12が所定の周波数の振動を発生する場合、振動が加わる人体の部位に応じて、体感できる振動レベルが大きく異なる。これは、骨振動の共鳴周波数(共振周波数とも呼べる)の影響であると考えられる。アルフレッド・トマティス博士の研究によれば、図3に示すように、骨振動の共鳴周波数は、背骨より頭蓋骨の方が高いとされている。背骨の共鳴周波数は仙骨、腰椎、胸椎、頚椎と上に上がるほど高くなる。頭蓋骨の共鳴周波数も、後頭骨より、頭頂骨の方が高くなる。従って、低域の振動ほど背骨の低い位置に加えた方が、体感できる振動レベルが大きくなる。 Figure 3 shows the resonant frequency of each position of the bones in the human body. When the vibrator 12 generates vibrations of a specified frequency, the vibration level felt by the body varies greatly depending on the part of the body to which the vibrations are applied. This is thought to be due to the effect of the resonant frequency of bone vibrations (which can also be called resonant frequency). According to the research of Dr. Alfred Tomatis, as shown in Figure 3, the resonant frequency of bone vibrations is said to be higher in the skull than in the spine. The resonant frequency of the spine increases the higher it goes from the sacrum, lumbar vertebrae, thoracic vertebrae, to cervical vertebrae. The resonant frequency of the skull is also higher in the parietal bone than in the occipital bone. Therefore, the lower the frequency of vibrations, the higher the vibration level felt by the body will be.
図2の例では、第1加振器12aから発生する振動の周波数は、1500Hzであることを想定する。そのため、ユーザは、第4胸椎付近で1500Hzの比較的大きな振動レベルを体感できる。第2加振器12bから発生する振動の周波数は、500Hzであることを想定する。そのため、ユーザは、第3腰椎付近で500Hzの比較的大きな振動レベルを体感できる。
In the example of FIG. 2, it is assumed that the frequency of the vibration generated by the
加振器12が音響振動信号を振動に変換することで、その振動がシート30の背もたれを介して人体に伝わり、スピーカーから聞こえる音楽との相乗効果を伴う迫力ある音楽体験を実現することができる。身体、特に骨の共鳴を利用するため、耳からだけでなく身体全体で臨場感を得ることができる。実施の形態では、効率よく身体を共鳴させるために、以下の構成を備える。
The vibrator 12 converts the acoustic vibration signal into vibration, which is then transmitted to the human body via the backrest of the
図1に戻る。信号生成装置10は、第1フィルタ20a、第2フィルタ20b、第1信号生成部22a、および第2信号生成部22bを有する。第1フィルタ20a、第2フィルタ20bを総称してフィルタ20と呼ぶ。第1信号生成部22a、第2信号生成部22bを総称して信号生成部22と呼ぶ。
Returning to FIG. 1, the
加振器12、フィルタ20、および信号生成部22は、1組設けられてもよいし、2組以上設けられてもよい。例えば、低域などの1つの周波数の振動だけを利用する場合、これらを1組設ければよい。低域、中域、広域などの3つの周波数の振動を利用する場合、これらを3組設ければよい。
The vibrator 12, filter 20, and
第1フィルタ20aは、入力される音響信号から、例えば人体の第1所定部位である第4胸椎の共鳴周波数である1500Hzの成分を抽出し、抽出した信号を第1信号生成部22aに供給する。
The
第2フィルタ20bは、入力される音響信号から、例えば人体の第2所定部位である第3腰椎の共鳴周波数である500Hzの成分を抽出し、抽出した信号を第2信号生成部22bに供給する。
The
つまり、複数のフィルタ20のそれぞれは、音響信号から、人体の異なる所定部位の共鳴周波数の成分を抽出する。フィルタ20は、例えば、共鳴周波数を中心とする所定の周波数帯域の成分を抽出するバンドパスフィルタを含む。 In other words, each of the multiple filters 20 extracts from the acoustic signal components of the resonant frequency of a different specific part of the human body. The filters 20 include, for example, bandpass filters that extract components of a specific frequency band centered on the resonant frequency.
第1信号生成部22aは、第1フィルタ20aで抽出された信号の残響信号を含み、かつ、第1フィルタ20aで当該抽出された信号が除去された第1音響振動信号を生成し、生成した第1音響振動信号を第1加振器12aに供給する。
The
第2信号生成部22bは、第2フィルタ20bで抽出された信号の残響信号を含み、かつ、第2フィルタ20bで当該抽出された信号が除去された第2音響振動信号を生成し、生成した第2音響振動信号を第2加振器12bに供給する。
The
つまり、複数の信号生成部22のそれぞれは、対応するフィルタ20で抽出された信号の残響信号を含み、かつ、当該抽出された信号が除去された音響振動信号を生成し、生成した音響振動信号を対応する加振器12に供給する。
In other words, each of the
第1信号生成部22aは、第1ディレイ回路24a、および第1リバーブ回路26aを有する。第2信号生成部22bは、第2ディレイ回路24b、および第2リバーブ回路26bを有する。第1ディレイ回路24a、第2ディレイ回路24bを総称してディレイ回路24と呼ぶ。第1リバーブ回路26a、第2リバーブ回路26bを総称してリバーブ回路26と呼ぶ。
The first
ディレイ回路24は、フィルタ20で抽出された信号を予め設定された遅延量で遅延させる。これにより、音響出力装置14から耳に伝達される音波と、加振器12から人体に伝達される振動との時間差を調整することができる。なお、ディレイ回路24を省略してもよい。
The
リバーブ回路26は、ディレイ回路24で遅延された信号に対してリバーブ効果を加え、音響振動信号を出力する。リバーブ回路26は、ディレイ回路24の出力信号を所定時間遅延すると共に減衰させた残響信号を生成して元の信号に加算することで、ディレイ回路24の出力信号と同じ周波数の信号を、振幅を徐々に小さくしながら繰り返し出力する。リバーブ回路26は、ディレイ回路24の出力信号を遅延すると共に減衰させるので、出力される音響振動信号は、フィルタ20で抽出された信号を含まない。そのため、リバーブ回路26は、フィルタ20で抽出された信号を除去していると言える。リバーブ回路26として、公知の各種の回路を利用できる。
The
図4は、図1の信号生成部22の構成の一例を示すブロック図である。図4は、信号生成部22がデジタル信号処理で実現される例を示す。ディレイ回路24は、フィルタ20で抽出された信号をn(nは自然数)サンプル遅延させる。
Figure 4 is a block diagram showing an example of the configuration of the
リバーブ回路26は、加算器40、第1ゲイン部42、ディレイ部44、および第2ゲイン部46を含む。加算器40は、ディレイ回路24の出力信号と第2ゲイン部46の出力信号とを加算し、加算結果を第1ゲイン部42に供給する。第1ゲイン部42は、加算器40の出力信号を1より小さい第1ゲインで減衰させ、得られた信号をディレイ部44に供給する。ディレイ部44は、第1ゲイン部42の出力信号をm(mは自然数)サンプル遅延させ、得られた信号を加振器12と第2ゲイン部46に供給する。第2ゲイン部46は、ディレイ部44の出力信号を1より小さい第2ゲインで減衰させ、得られた信号を加算器40に供給する。第1ゲイン、第2ゲイン、m、nは、実験またはシミュレーションにより適宜定めることができる。
The
図5は、図4の信号生成部22から出力される音響振動信号の振幅と時間の関係を概略的に示す。時刻t0において、共鳴周波数を有するパルス状の信号がフィルタ20から信号生成部22に供給されたことを想定する。音響振動信号は、時刻t0においてフィルタ20から供給された信号、即ち直接波を含まない。時刻t0から所定期間が経過すると、リバーブ回路26から残響信号が出力され、残響信号は、時間の経過とともに徐々に振幅が小さくなる。音響振動信号の振幅は、時刻t0においてフィルタ20から供給された信号の振幅より小さい。
Figure 5 shows a schematic diagram of the relationship between the amplitude and time of the acoustic vibration signal output from the
上記構成により、人体の所定部位の共鳴周波数の信号の残響信号を含む音響振動信号に基づいて、所定部位に対応する位置に配置された加振器12が振動を生成するので、所定部位に残響が生じやすくなり、所定部位が共鳴しやすくなる。つまり、第1加振器12aは、図5に示すように、例えば時刻t0で音響信号から1500Hzの成分が抽出されると、所定期間が経過してから、1500Hzの振動の振幅を徐々に小さくしながら繰り返し出力する。そのため、ユーザの第4胸椎に振動の余韻が生じ、第4胸椎が共鳴しやすくなる。第2加振器12bは、図5に示すように、例えば時刻t0で音響信号から500Hzの成分が抽出されると、所定期間が経過してから、500Hzの振動の振幅を徐々に小さくしながら繰り返し出力する。そのため、ユーザの第3腰椎に振動の余韻が生じ、第3腰椎が共鳴しやすくなる。よって、残響信号を利用せずにフィルタ20から出力される直接波のみにより振動を生成する場合と比較して、身体共鳴を起こしやすくなり、より効果的に臨場感と没入感を得ることができる。
With the above configuration, the vibrator 12 arranged at a position corresponding to a predetermined part of the human body generates vibration based on an acoustic vibration signal including a reverberation signal of a signal of a resonant frequency of the predetermined part of the human body, so that reverberation is likely to occur in the predetermined part and the predetermined part is likely to resonate. That is, as shown in FIG. 5, when a 1500 Hz component is extracted from the acoustic signal at time t0, the
また、音響振動信号において、フィルタ20で抽出された信号、即ち直接波が除去されているので、特に比較的高い周波数において、加振器12で生成された振動が音として聞こえることを抑制できる。また、残響信号を用いることにより、加振器12で生成された振動が空気中を伝わりユーザの耳に届いたとしても、ぼやけた音となるため、直接波のみにより振動を生成する場合と比較して、音として聞こえ難くなる。よって、音響出力装置14から出力される音の定位を乱し難くできる。
In addition, since the signal extracted by the filter 20, i.e., the direct wave, is removed from the acoustic vibration signal, the vibration generated by the vibrator 12 can be prevented from being heard as sound, particularly at relatively high frequencies. Furthermore, by using a reverberation signal, even if the vibration generated by the vibrator 12 travels through the air and reaches the user's ear, it becomes a blurred sound, making it harder to hear as sound compared to when vibration is generated only by direct waves. This makes it harder to disturb the positioning of the sound output from the
以上から、音響出力装置14だけでは得られない、より臨場感のある音響体験を実現できる。
As a result, it is possible to realize a more realistic audio experience that cannot be obtained with the
また、音響出力装置14からの音波出力と加振器12からの振動出力との時間差もディレイ回路24などにより調整できる。従って、個人の嗜好に応じた柔軟な調整が可能であり、没入感を更に高めることができる。また、個人の体格や体重などに応じてフィルタ20の抽出する共鳴周波数や加振器12からの出力レベルを調整してもよい。
The time difference between the sound wave output from the
ここで、本発明者は、2つの加振器12の間の距離と、2つの加振器12が発生する振動の周波数との関係によっては、2つの加振器12のそれぞれから発生した振動の人体における干渉が大きくなる可能性があることを認識した。干渉が大きくなると、ユーザが不要な振動を感じたり、振動が打ち消されて必要な振動を感じ難くなったりする可能性がある。 Here, the inventors recognized that, depending on the relationship between the distance between the two vibrators 12 and the frequency of the vibrations generated by the two vibrators 12, there is a possibility that the vibrations generated by each of the two vibrators 12 may interfere with each other in the human body. If the interference becomes too great, the user may feel unnecessary vibrations, or the vibrations may be canceled out, making it difficult to feel necessary vibrations.
そこで、第1加振器12aと第2加振器12bとの間の距離は、当該2つの加振器12のそれぞれから発生した振動の人体における干渉を抑制する条件を満たしてもよい。具体的には、当該2つの加振器12の間の距離は、当該2つの加振器12に供給される2つの音響振動信号の周波数の差の逆数と、当該2つの加振器12の間の振動の伝達速度との積とは異なる。振動の伝達速度は、シートの材質などに応じて定められる。
The distance between the first and
3つ以上の加振器12を備える場合、複数の加振器12のうちの2つの加振器12の間の距離は、当該2つの加振器12のそれぞれから発生した振動の人体における干渉を抑制する条件を満たす。 When three or more vibration exciters 12 are provided, the distance between two of the multiple vibration exciters 12 satisfies the condition for suppressing interference in the human body between the vibrations generated by each of the two vibration exciters 12.
これにより、2つの周波数の振動の干渉が大きいことでユーザが不要な振動を感じたり、必要な振動を感じ難くなったりすることを抑制できるので、臨場感の低下を抑制できる。 This helps prevent the user from feeling unnecessary vibrations or having difficulty feeling necessary vibrations due to large interference between the two vibration frequencies, thereby preventing a decrease in the sense of realism.
具体的には、設計段階にて、上記条件を満たすようにシート30に内蔵する第1加振器12aと第2加振器12bの配置位置を設定してもよい。あるいは、設計段階にて、上記条件を満たすように、第1加振器12aと第2加振器12bのいずれかに供給される音響振動信号の周波数、即ち第1フィルタ20aと第2フィルタ20bのいずれかの通過帯域の周波数を設定してもよい。
Specifically, the positions of the first and
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 The present invention has been described above based on an embodiment. This embodiment is merely an example, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications are possible in the combination of each component and each processing process, and that such modifications are also within the scope of the present invention.
(第1変形例)
第1変形例では、振動の干渉を抑制する必要がある場合に振動の遅延を制御することが実施の形態と異なる。以下、各変形例において、実施の形態との相違点を中心に説明する。
(First Modification)
The first modification is different from the embodiment in that the vibration delay is controlled when it is necessary to suppress vibration interference. The following describes each modification, focusing on the differences from the embodiment.
図6は、第1変形例の体感音響システム1の構成を示すブロック図である。信号生成装置10は、図1の構成に対して制御部28をさらに備える。制御部28は、信号生成装置10全体を制御する。
Figure 6 is a block diagram showing the configuration of a bodily
制御部28は、フィルタ20の出力信号を監視し、フィルタ20の出力信号の振幅が所定値以上になった場合、共鳴周波数の成分が抽出されたと判定する。制御部28は、第1フィルタ20aで第1所定部位の共鳴周波数の成分が抽出されたタイミングと、第2フィルタ20bで第2所定部位の共鳴周波数の成分が抽出されたタイミングとが同等である場合、第1音響振動信号と第2音響振動信号のうち、一方を他方より遅延させるように第1信号生成部22aと第2信号生成部22bを制御する。
The
つまり、例えば、音響信号に同等のタイミングの500Hzの成分と1500Hzの成分とが含まれる場合、制御部28は、第1加振器12aによる500Hzの振動の発生タイミングと、第2加振器12bによる1500Hzの振動の発生タイミングとを異ならせる。2つの加振器12のそれぞれにおける振動の発生タイミングがずれるので、これらの振動の干渉を抑制できる。2つの加振器12の間の距離は、既述の干渉を抑制する条件を満たさなくてもよい。
In other words, for example, if an acoustic signal contains a 500 Hz component and a 1500 Hz component with equal timing, the
また、例えば、3つ以上の加振器12を備える場合、或るフィルタ20により或る共鳴周波数の成分が抽出されたタイミングと、別のフィルタ20により別の共鳴周波数の成分が抽出されたタイミングとが同等である場合、当該或る共鳴周波数の成分が供給される信号生成部22は、当該別の共鳴周波数の成分が供給される信号生成部22で生成される音響振動信号よりも、音響振動信号を遅延させる。
In addition, for example, when three or more vibrators 12 are provided, if the timing at which a certain resonant frequency component is extracted by a certain filter 20 is equivalent to the timing at which another resonant frequency component is extracted by another filter 20, the
(第2変形例)
第2変形例では、残響信号として、初期反射信号も音響振動信号に加える。
図7は、第2変形例の音響振動信号の振幅と時間の関係を概略的に示す。音響振動信号は、いずれも残響信号である初期反射信号S2および後部残響信号S1を含む。音響振動信号の振幅は、時刻t0においてフィルタ20から供給された信号の振幅より小さい。後部残響信号S1は、図4のリバーブ回路26で生成される。初期反射信号S2は、後部残響信号S1より早いタイミングで発生する信号である。初期反射信号S2は、公知の技術で生成できる。例えば、信号生成部22は、FIR(Finite Impulse Response)フィルタで構成された初期反射信号生成部を有し、フィルタ20の出力信号を初期反射信号生成部に通過させることにより、初期反射信号S2を生成し、生成した初期反射信号S2をリバーブ回路26の出力信号に加算してよい。
(Second Modification)
In a second variant, an early reflection signal is also added to the acoustic vibration signal as a reverberation signal.
FIG. 7 is a schematic diagram showing the relationship between the amplitude and time of the acoustic vibration signal of the second modified example. The acoustic vibration signal includes an early reflection signal S2 and a late reverberation signal S1, both of which are reverberation signals. The amplitude of the acoustic vibration signal is smaller than the amplitude of the signal supplied from the filter 20 at time t0. The late reverberation signal S1 is generated by the
この変形例では、実施の形態とは異なる身体共鳴を生じさせることができ、異なる音響体験を実現できる。 This variant can generate a different body resonance than the embodiment, providing a different acoustic experience.
(第3変形例)
第3変形例では、音響振動信号が減衰された直接波も含むことが実施の形態と異なる。
図8は、第3変形例の体感音響システム1の構成を示すブロック図である。第1信号生成部22aは、図1の構成に対して第1減衰回路50aをさらに有する。第2信号生成部22bは、図1の構成に対して第2減衰回路50bをさらに有する。
(Third Modification)
The third modification is different from the embodiment in that the acoustic vibration signal also includes an attenuated direct wave.
Fig. 8 is a block diagram showing the configuration of a bodily
第1減衰回路50aは、第1フィルタ20aで抽出された信号を1より小さい第3ゲインで減衰させ、減衰させた信号を第1リバーブ回路26aの出力信号に加算する。これにより、第1信号生成部22aは、第1フィルタ20aで抽出された信号の残響信号を含み、かつ、当該抽出された信号が減衰された第1音響振動信号を生成する。
The
第2減衰回路50bは、第2フィルタ20bで抽出された信号を1より小さい第3ゲインで減衰させ、減衰させた信号を第2リバーブ回路26bの出力信号に加算する。これにより、第2信号生成部22bは、第2フィルタ20bで抽出された信号の残響信号を含み、かつ、当該抽出された信号が減衰された第2音響振動信号を生成する。
The
図示は省略するが、この変形例の音響振動信号は、図5の波形において、時刻t0に、フィルタ20から供給された信号が減衰した信号、即ち減衰した直接波を含む。 Although not shown in the figure, the acoustic vibration signal of this modified example includes an attenuated signal supplied from filter 20 at time t0 in the waveform of Figure 5, i.e., an attenuated direct wave.
この変形例でも、第3ゲインを適切に設定することで、比較的高い周波数において、加振器12で生成された振動が音として聞こえることを抑制できる。 Even in this modified example, by appropriately setting the third gain, it is possible to prevent the vibrations generated by the vibrator 12 from being heard as sound at relatively high frequencies.
(第4変形例)
第4変形例では、ユーザに応じて複数の加振器12の中からいくつかの加振器12が選択されることが、実施の形態と異なる。体感音響システム1の構成は、図6に基づく。
(Fourth Modification)
The fourth modification is different from the embodiment in that some of the vibration exciters 12 are selected in response to a user from among the plurality of vibration exciters 12. The configuration of the sensible
例えば、シートの背もたれに、座ったユーザの頭部から腰部に至る方向に複数の加振器12を予め内蔵しておく。車室内のカメラなどでシートに座ったユーザを撮像し、制御部28は、撮像された画像からユーザの肩などの身体の特定部分を認識し、認識された特定部分の位置に基づいて、複数の加振器12の中から所定位置、および所定数の加振器12を選択する。信号生成装置10は、選択された加振器12に音響振動信号を供給する。例えば、1500Hzと500Hzの振動を発生させる場合、制御部28は、画像認識されたユーザの肩の位置に対応する加振器12を第1加振器12aとして選択し、腰の位置に対応する加振器12を第2加振器12bとして選択してもよい。これにより、身体の大きさに合わせて、より適切な身体の位置に所定の周波数の振動を加えやすくなる。
For example, multiple vibration exciters 12 are built into the backrest of the seat in the direction from the head to the waist of the seated user. The user seated in the seat is imaged using a camera in the vehicle cabin, and the
あるいは、それぞれのユーザは、好みの音響体験を実現できる加振器12の位置を予め特定しておき、その加振器12を特定するための情報を体感音響システム1の図示しない記憶部に登録しておいてもよい。ユーザは、シートに座るときに、登録しておいた情報を選択する。制御部28は、選択された情報に従って複数の加振器12の中から所定数の加振器12を選択する。ユーザは選択操作を行うだけで、容易に自分に合った音響体験を実現できる。
Alternatively, each user may specify in advance the position of the vibration exciter 12 that will provide the desired acoustic experience, and register information for identifying the vibration exciter 12 in a memory unit (not shown) of the sensible
この変形例において、選択された複数の加振器12のうちの2つの加振器12の間の距離が、既述の干渉を抑制する条件を満たさない場合、制御部28は、当該2つの加振器12のうちの一方に替えて別の加振器12を選択する処理と、当該2つの加振器12のうちの一方に対応するフィルタ20の通過帯域の周波数を変更する処理との少なくとも一方を実行してもよい。この場合、例えば、制御部28は、ユーザの肩の位置に対応する加振器12に替えて、当該加振器12の上隣りまたは下隣りの加振器12を第1加振器12aとして選択してもよい。制御部28は、ユーザの肩の位置に対応する第1加振器12aに対応するフィルタ20の通過帯域の周波数を、例えば1450Hzなどに変更してもよい。これにより、干渉を抑制でき、臨場感の低下を抑制できる。
In this modified example, if the distance between two of the selected multiple vibration exciters 12 does not satisfy the above-mentioned condition for suppressing interference, the
(他の変形例)
体感音響システム1が屋内で利用される場合、加振器12は、ソファーや椅子の背もたれに内蔵されてもよいし、ユーザが横たわることができるマットレスに内蔵されてもよい。
(Other Modifications)
When the sensible
音響信号は、例えば、サーバ、ゲーム機、ディスクレコーダ、ディスクプレーヤ、テレビジョン装置、パーソナルコンピュータなどの電子機器から体感音響システム1に供給されてもよい。
The acoustic signal may be supplied to the sensible
上記の変形例のうち少なくとも2つを組み合わせてもよい。組合せによって生じる新たな変形例は、組み合わされる変形例それぞれの効果をあわせもつ。 At least two of the above modifications may be combined. The new modification resulting from the combination will have the combined effects of each of the modifications.
1…体感音響システム、10…信号生成装置、12…加振器、12a…第1加振器、12b…第2加振器、20…フィルタ、20a…第1フィルタ、20b…第2フィルタ、22…信号生成部、22a…第1信号生成部、22b…第2信号生成部、24…ディレイ回路、24a…第1ディレイ回路、24b…第2ディレイ回路、26…リバーブ回路、26a…第1リバーブ回路、26b…第2リバーブ回路。 1...tissue-sensing acoustic system, 10...signal generating device, 12...vibrator, 12a...first vibrator, 12b...second vibrator, 20...filter, 20a...first filter, 20b...second filter, 22...signal generating unit, 22a...first signal generating unit, 22b...second signal generating unit, 24...delay circuit, 24a...first delay circuit, 24b...second delay circuit, 26...reverb circuit, 26a...first reverb circuit, 26b...second reverb circuit.
Claims (5)
前記フィルタで抽出された信号の残響信号を含み、かつ、当該抽出された信号が除去または減衰された音響振動信号を生成する信号生成部と、
前記所定部位に対応する位置に配置され、前記信号生成部で生成された前記音響振動信号に基づいて振動を生成する加振器と、
を備えることを特徴とする体感音響システム。 a filter for extracting a component of a resonant frequency of a predetermined part of a human body from an input acoustic signal;
a signal generating unit that generates an acoustic vibration signal including a reverberation signal of the signal extracted by the filter, the acoustic vibration signal being removed or attenuated;
a vibration exciter that is disposed at a position corresponding to the predetermined portion and generates vibrations based on the acoustic vibration signal generated by the signal generating unit;
A bodily sensation acoustic system comprising:
複数の加振器のそれぞれは、前記人体の異なる所定部位に対応する位置に配置され、
複数のフィルタのそれぞれは、前記音響信号から、前記人体の異なる所定部位の共鳴周波数の成分を抽出し、
前記複数の加振器のうちの2つの加振器の間の距離は、当該2つの加振器のそれぞれから発生した振動の前記人体における干渉を抑制する条件を満たす、
ことを特徴とする請求項1に記載の体感音響システム。 A plurality of sets of the filter, the signal generating unit, and the vibrator are provided,
Each of the plurality of vibrators is disposed at a position corresponding to a different predetermined part of the human body,
Each of the plurality of filters extracts a resonant frequency component of a different predetermined part of the human body from the acoustic signal;
a distance between two of the plurality of vibration exciters satisfies a condition for suppressing interference in the human body between vibrations generated from the two vibration exciters;
2. The bodily sensation acoustic system according to claim 1.
ことを特徴とする請求項2に記載の体感音響システム。 The distance between the two vibrators is different from the product of the inverse of the difference between the frequencies of the two acoustic vibration signals supplied to the two vibrators and the transmission speed of the vibration between the two vibrators.
3. The bodily sensation acoustic system according to claim 2.
複数の加振器のそれぞれは、前記人体の異なる所定部位に対応する位置に配置され、
複数のフィルタのそれぞれは、前記音響信号から、前記人体の異なる所定部位の共鳴周波数の成分を抽出し、
或るフィルタにより或る共鳴周波数の成分が抽出されたタイミングと、別のフィルタにより別の共鳴周波数の成分が抽出されたタイミングとが同等である場合、当該或る共鳴周波数の成分が供給される信号生成部は、当該別の共鳴周波数の成分が供給される信号生成部で生成される音響振動信号よりも、音響振動信号を遅延させる、
ことを特徴とする請求項1に記載の体感音響システム。 A plurality of sets of the filter, the signal generating unit, and the vibrator are provided,
Each of the plurality of vibrators is disposed at a position corresponding to a different predetermined part of the human body,
Each of the plurality of filters extracts a resonant frequency component of a different predetermined part of the human body from the acoustic signal;
When a timing at which a certain resonant frequency component is extracted by a certain filter is equivalent to a timing at which a different resonant frequency component is extracted by a different filter, the signal generating unit to which the certain resonant frequency component is supplied delays the acoustic vibration signal relative to the acoustic vibration signal generated by the signal generating unit to which the different resonant frequency component is supplied.
2. The bodily sensation acoustic system according to claim 1.
入力される音響信号から、前記所定部位の共鳴周波数の成分を抽出するフィルタと、
前記フィルタで抽出された信号の残響信号を含み、かつ、当該抽出された信号が除去または減衰された前記音響振動信号を生成する信号生成部と、
を備えることを特徴とする信号生成装置。 A signal generating device that supplies an acoustic vibration signal to a vibrator that is disposed at a position corresponding to a predetermined part of a human body and generates vibration based on the acoustic vibration signal,
a filter that extracts a component of the resonant frequency of the predetermined part from an input acoustic signal;
a signal generating unit that generates the acoustic vibration signal including a reverberation signal of the signal extracted by the filter, the reverberation signal being removed or attenuated;
A signal generating device comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022162960A JP2024056221A (en) | 2022-10-11 | 2022-10-11 | Body-sensing acoustic system and signal generating device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022162960A JP2024056221A (en) | 2022-10-11 | 2022-10-11 | Body-sensing acoustic system and signal generating device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2024056221A true JP2024056221A (en) | 2024-04-23 |
Family
ID=90749202
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022162960A Pending JP2024056221A (en) | 2022-10-11 | 2022-10-11 | Body-sensing acoustic system and signal generating device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2024056221A (en) |
-
2022
- 2022-10-11 JP JP2022162960A patent/JP2024056221A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11263879B2 (en) | Tactile transducer with digital signal processing for improved fidelity | |
US10390139B2 (en) | Apparatus and methods for audio-tactile spatialization of sound and perception of bass | |
US5684722A (en) | Apparatus and method for generating a control signal for a tactile sensation generator | |
US20090189748A1 (en) | Device for and method of processing an audio signal and/or a video signal to generate haptic excitation | |
JPWO2015087490A1 (en) | Audio playback device and game device | |
TWI728515B (en) | Head mounted display device | |
JP2001285976A (en) | Acoustic device | |
JP2008141477A (en) | Sensory acoustic system | |
JPWO2016027366A1 (en) | Vibration signal generating apparatus and vibration signal generating method | |
US11202142B2 (en) | Vibration generation system, signal generator, and vibrator device | |
JP2024056221A (en) | Body-sensing acoustic system and signal generating device | |
US11295712B2 (en) | Vibration device, driving method for vibration device, program, and recording medium | |
US11688255B2 (en) | Methods and systems applied to transposing audio signals to haptic stimuli in the body for multichannel immersion | |
US20240107234A1 (en) | Signal processing device and signal processing method | |
US20240107233A1 (en) | Signal processing device and signal processing method | |
US20240107211A1 (en) | Loudspeaker system and seat | |
US20230166292A1 (en) | Vibration signal generation device | |
Merchel et al. | Vibro-acoustical sound reproduction in cars | |
JPH08172700A (en) | Audio device | |
JP4062570B2 (en) | Signal processing apparatus and method, and recording medium |