JP3845412B2 - 音声体感システム - Google Patents

Description

本発明は音声体感システムに関し、特に音声信号に応じ、体全体で感じることが出来る振動、或いは振動と風圧をリアルタイムで発生する音声体感システムに関する。

従来、聴覚障害者と音楽とは無縁の世界であったが、最近になって聴覚障害者のミュージシャンやダンサーなどが存在する。

人間は音楽を耳で聞いているが、振動、空気などでも音楽を感じる。即ち、オーディオ機器やＡ／Ｖ機器で良い音、感動を生み出す音の要素も、振動、空気で感じる部分である。従って、人間は耳以外の体の部位でも音楽を感じる能力はある。

聴覚障害者はこの能力に優れ、耳の代わりに体全体で感じるライブ感が、聴覚障害者の音楽と考えらえる。

一方、音楽と共に振動を発生させ使用者に感知させる例として、再生データ記憶手段より、再生データ（音声出力用、表示用、振動発生器用の各データ）を読み出し、タイミング発生手段のタイミングに合わせて、音声出力手段、表示手段、振動発生手段が同調して動作するデータ再生装置がある（特許文献１参照。）。

特開２００１−２２８８７２号公報（第１ページ）

上記の様なライブ感にマッチした音声体感システムの実現が望まれている。上記のデータ再生装置は、映像と振動を感じさせるものであるが、振動発生器用のデータを音声や映像に合わせて事前に準備し記憶させておくという手間が掛かるという問題がある。

本発明の目的は、音声信号に応じ、体全体で感じることが出来る振動、或いは振動と風圧をリアルタイムで発生する音声体感システムを提供することにある。

本発明の音声体感システムは、音声信号に応じた振動を発生する音声体感システムであって、システム制御部と振動発生部と音圧振動部から構成され、前記システム制御部は音声信号の低周波域を取り出す振動制御部と、この出力を変調し無線信号として送出する無線出力部と、音声信号を音圧振動部に伝達する音圧制御部を備え、前記振動発生部は、受信する無線信号を選択し、復調し振動モジュールに伝達する受信部と、これの出力を受け前記音声信号に応じた振動を発生する振動モジュールと、これらを収容し、身体に装着される装具を含み、振動を使用者の体の部位に伝え前記音圧振動部は音圧制御部からの出力に応じた音圧を発生する手段を有し、
更に、前記音圧振動部には、前記音圧を発生する手段の動作に合わせて、音声信号に応じた風を起こす補助部も有し、前記補助部が、入力電圧に応じた量の風を起こすファンと風の通過量を調整する開口面積可変のシャッターとこれの開口を駆動する駆動部とを含み、前記システム制御部の音圧制御部は、音声信号を増幅した出力、音声信号の周波数を電圧に変換した出力のそれぞれを前記ファン、前記駆動部に出力し、音声信号に応じた風の制御を行うことを特徴とする。

本発明の音声体感システムは、音声信号に応じた振動を発生するモジュールと受信機とこれらを収容し、身体に装着する或いは身体に接して用いる装具を含むので、音声信号に応じた振動を体感出来る効果を有する。

音圧振動部とこれを制御する音圧制御部も有する本発明の音声体感システムは、音声信号に応じた振動のほか音程も反映した風を体感できる効果を有する。

これらの効果は、聴覚障害者がオーディオ機器による再生演奏を楽しめることにもなり、老人や難聴者など、僅かな残聴感がある人に音楽を思い出させることにもなる。

本発明の音声体感システムは健常者でもライブ感のある音圧や振動が楽しめる。特にリアルなサランドシステムへ適用でき、臨場感を高める効果を有する。

本発明の音声体感システムは、Ａ／Ｖ機器を再生時にその音声信号の外部出力を、システム制御部に入力することで、映像と共に音声を体感でき、聴覚障害者がＡ／Ｖコンテンツをより楽しむことが出来る。

次に、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の音声体感システムの全体の構成を示すブロック図である。図１を参照し、音声体感システムは、システム制御部１と振動発生部２と音圧振動部３で構成される。

システム制御部１は図２に示す通り、音声受信回路１１、振動制御部１２、音圧制御部１３、無線出力部１４、リモコン受信部１５、リモコン送信機１６、電源部１７で構成されている。

音声受信回路１１はオーディオ機器、Ａ／Ｖ機器等からの音声信号（電気信号）を受信し振動制御部１２、音圧制御部１３へ分配する役割を果たす。

振動制御部１２は音声信号の低周波域の信号を無線出力部１４に伝達し、無線出力部１４は伝達された情報を電波に変換し振動発生部２へ無線で発信する。

例えば、振動制御部１２は音声受信回路１１より受けた音声信号の低周波域信号をＬＰＦ（低域通過フィルタ）１２１で取り出し、無線出力部１４は変調器１４１でこの出力をキャリア（搬送波）にのせ、ＡＭＰ（増幅器）１４２で電力増幅し、アンテナ１４３に送出する。

音圧制御部１３は音声受信回路１１の出力の増幅出力、音声受信回路１１出力の周波数を電圧に変換した出力を音圧振動部３に伝達する。

例えば、音声受信回路１１の出力をＡＭＰ１３２で増幅し、音圧振動部３の磁力発生部３１１に伝達し、同じ出力をＡＭＰ１３３で増幅し、音圧振動部３のファン３２１に伝達する。

又、音声受信回路１１の出力の周波数の変化をＦＶ（周波数−電圧）変換器１３１で電圧の変化に変換し、ＡＭＰ１３４で増幅し音圧振動部３の駆動部に供給し、シャッターの開口面積を変える（例えば高音では開口面の高さを小さくする）。

リモコン送信機１６はリモコン受信部１５へ振動量、音圧量、風量或いはこれらの増減指示、主電源オンオフ指示を送信する。

リモコン受信部１５は、リモコン送信機１６より送信された赤外線信号等を受信回路１５１で電気信号に変換し、同調し検波し必要であれば更に復調等を行い、ビット列信号を得て、デコーダ１５２で解読する。

デコーダ１５２は主電源オンオフ指示であれば、内蔵している主電源状態ラッチがオフであれば主電源オン（ａ１）を、前記ラッチがオンであれば主電源オフ（ａ２）を電源部１７に伝達し、何れの場合も前記ラッチを反転させておく。

振動量、音圧量、風量の情報はそれぞれ対応のラッチに記憶する或いは対応のカウンタ値を増減する。

これらのラッチ等の振動量、音圧量、風量はＡＭＰ１４２、ＡＭＰ１３２、ＡＭＰ１３３へ増幅率制御信号とし伝達されており、無線出力部１４や音圧制御部１３の出力が制御される。

電源部１７は、ＡＣ入力或いは電池電圧がある限り、スタンバイ電源をリモコン受信部１５に供給している。主電源を音声受信回路１１、振動制御部１２、音圧制御部１３に供給している。

振動発生部２は図３に示す通り、ヘッドホン部２１、クッション部２２、サポーター部２３、手袋部２４の４種類があり、それぞれ受信機で信号を受け振動モジュールで振動を出力する。

図４に示す様に、ヘッドホン部２１は振動発生ヘッドホンであり、ヘッドホン機構２１４内に受信機２１１、振動モジュール２１２、２１３を含む。

受信機２１１はアンテナからの電波を復調し増幅した信号で振動モジュール２１２、２１３を駆動し、ヘッドホンの耳の部分のケースにある振動モジュール２１２、２１３が音声信号の低周波域信号の周波数及び振幅に応じた振動を頭部に与える。ヘッドホン部２１の電源は、電池より供給する。

図５に示す様に、クッション部２２は振動発生クッションであり、クッション２２３の内部に受信機２２１、振動モジュール２２２を含む。

受信機２２１は上記と同様にアンテナからの電波信号で振動モジュール２２２を駆動しクッションの中央部にある振動モジュール２２２が音声信号の低周波域信号に応じた振動を人体へ与える。クッション部２２の電源は、電池またはＡＣアダプターより供給する。

図６を参照し、サポーター部２３は振動発生サポータであり、サポータの内部に受信機２３１、振動モジュール２３２を含む。

受信機２３１のアンテナより電波信号を受けて、サポーターの中央部にある振動モジュール２３２により人体へ振動を与える。サポーター部２３の電源は、電池より供給する。

図７を参照し、手袋部２４は振動発生手袋であり、手袋の甲側に受信機２４１を掌側に振動モジュール２４２が取り付けられている。受信機２４１のアンテナより電波信号を受けて、手袋の手のひらの中央部にある振動モジュール２４２により人体へ振動を与える。手袋部２４の電源は、電池より供給する。

図８（Ａ）はヘッドホン部２１等の受信機２１１等の構成を示したブロック図である。受信機２１１はアンテナ２１１１、同調器２１１２、復調器２１１３、ＡＭＰ２１１４を含む。

図８（Ｂ）はヘッドホン部２１等の振動モジュール２１２の構成を示したブロック図である。振動モジュール２１２は振動板２１２１に固着されたボビンにボイスコイル２１２２が巻かれている。磁気回路２１２３のリング状間隙の磁力線に対しコイル電流による磁力線を変化させるので振動板２１２１が上下に振動する。

図８（Ｃ）はヘッドホン部２１等の振動モジュール２１２の別の構成例を示したブロック図である。振動モジュール２１２は振動板２１２６に固着された圧電素子２１２７に受信機２１１からの出力電圧を入力することで振動板２１２６を上下動させる。

次に図９を参照し、音圧振動部３を説明する。音圧振動部３のメイン部３１は、磁力発生部３１１と音圧発生部３１２を含む。磁力発生部３１１は例えば、磁気回路３１３のリング状間隙に置かれ、音圧発生部３１２に固着されたボイスコイルである。

但し、スピーカのボイスコイルよりインピーダンスが低く、耐圧も高く大きな電流が流せ、音圧制御部１３から送られた音声信号電圧の強弱を磁力に変換し、音圧発生部３１２を振動させる。音圧発生部３１２は磁力の変動により風圧を起こし人体へ風を送る。

補助部３２は、システムの規模等によりメイン部３１による風圧が不足する場合、音圧制御部１３から送られた電圧の強弱に応じた量の風をファンで起こし、開閉する窓の面積で風を調節し、風圧の不足分を確保する。

補助部３２はファン３２１と開口面積を変えられるシャッター３２２とこれの駆動部３２３を備える。音圧制御部１３の主電源の分岐コネクタから駆動部の電源が供給される。 音圧制御部１３のＡＭＰ１３３が音声信号の振幅の大小に応じた電圧をファン３２１に伝達し、ファン３２１が音声信号の振幅に応じた量の風をシャッター３２２の窓に向け送っている。駆動部３２３はＡＭＰ１３４の出力電圧を受け、これに応じシャッター３２２の開口面積を変える。

音圧振動部３の電源は、システム制御部１から電圧を供給するが、システムの規模により電圧が不足する場合、独自に電源部を持たせて供給する様にしてもよい。

次に、本発明を実施するための最良の形態の動作について図面を参照して説明する。先ず、音楽が聞きたくなったら、オーディオ機器等の再生準備をする。次に、図２のリモコン送信機１６よりシステム制御部１の主電源オンを指示し、音声体感システムを起動させる。

図９の音圧振動部３は、システム制御部１から電圧が供給され駆動部にＤＣが供給される。

図３の振動発生部２の、ヘッドホン部２１、クッション部２２、サポーター部２３、手袋部２４を体に装着し電源スイッチ（ＡＣアダプターまたは電池のスイッチ）を入れて起動させる。

次にオーディオ機器等の再生を行い、音圧発生部３１２の前に移動する。すると、システム制御部１の音声受信回路１１から入った音声信号が、振動制御部１２と音圧制御部１３へと分配され、振動制御部１２から無線出力部１４を通して振動発生部２へ電波が送られる。

また音圧制御部１３からは、音声信号を増幅した信号、音声信号の周波数を電圧に変換した信号がケーブルを伝わって出力され、音圧振動部３に伝達する。

音圧振動部３のメイン部３１では磁力発生部３１１が電圧の強弱を磁力に変換し、音圧発生部３１２が振動する。

音圧発生部３１２は音声信号の強弱に応じた風量を起こし、音声信号の周波数で通過面積を変え前にいる人間へ風を送る（図１０参照）。

一方、振動発生部２へ供給された電波は、ヘッドホン部２１、クッション部２２、サポーター部２３、手袋部２４の、それぞれの受信機で信号を受けて、内蔵されている振動モジュールにより人体へ振動を与える。振動モジュールは、周波数に応じて波動が変化する。

音圧量、振動量は、リモコン送信機１６で、リモコン受信部１５へ信号を送ることによりコントロールする。

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態の音声体感システムは、システム制御部１と振動発生部２で構成される。

システム制御部１は図２の音圧制御部１３を備えていない。リモコン送信機１６やリモコン受信部１５も音圧量、風量の指示機能は持たない。従って、システム制御部１は前記音圧振動部３に係わる動作は行わない。これ以外は前記最良の実施形態と同様である。

本発明の音声体感システムの全体構成を示すブロック図。 図１のシステム制御部１の詳細構成を示すブロック図。 図１の振動発生部２の最大構成を示すブロック図。 図３のヘッドホン部２１を示す図。 図３のクッション部２２を示す図。 図３のサポーター部２３を示す図。 図３の手袋部２４を示す図。 （Ａ）はヘッドホン部２１等の受信機２１１等の構成を示したブロック図で、（Ｂ）はヘッドホン部２１等の振動モジュール２１２の構成を示したブロック図で、（Ｃ）は振動モジュール２１２の別の構成例を示したブロック図。 図１の音圧振動部３の詳細構成を示したブロック図。 本発明の音声体感システムを使用している様子を示す図。

符号の説明

１ システム制御部
１１ 音声受信回路
１２ 振動制御部
１２１ ＬＰＦ
１３ 音圧制御部
１３１ ＦＶ変換器
１３２、１３４、１３３ ＡＭＰ
１４ 無線出力部
１４１ 変調器
１４２ ＡＭＰ
１４３ アンテナ
１５ リモコン受信部
１５１ 受信回路
１５２ デコーダ
１６ リモコン送信機
１７ 電源部
２ 振動発生部
２１ ヘッドホン部
２１１、２２１、２３１、２４１ 受信機
２１２、２２２、２３２、２４２ 振動モジュール
２２ クッション部
２３ サポーター部
２４ 手袋部
３ 音圧振動部
３１ メイン部
３１１ 磁力発生部
３１２ 音圧発生部
３２ 補助部
３２１ ファン
３２２ シャッター
３２３ 駆動部

Claims (1)

1. 音声信号に応じた振動を発生する音声体感システムであって、システム制御部と振動発生部と音圧振動部から構成され、前記システム制御部は音声信号の低周波域を取り出す振動制御部と、この出力を変調し無線信号として送出する無線出力部と、音声信号を音圧振動部に伝達する音圧制御部を備え、前記振動発生部は、受信する無線信号を選択し、復調し振動モジュールに伝達する受信部と、これの出力を受け前記音声信号に応じた振動を発生する振動モジュールと、これらを収容し、身体に装着される装具を含み、振動を使用者の体の部位に伝え前記音圧振動部は音圧制御部からの出力に応じた音圧を発生する手段を有し、
   更に、前記音圧振動部には、前記音圧を発生する手段の動作に合わせて、音声信号に応じた風を起こす補助部も有し、前記補助部が、入力電圧に応じた量の風を起こすファンと風の通過量を調整する開口面積可変のシャッターとこれの開口を駆動する駆動部とを含み、前記システム制御部の音圧制御部は、音声信号を増幅した出力、音声信号の周波数を電圧に変換した出力のそれぞれを前記ファン、前記駆動部に出力し、音声信号に応じた風の制御を行うことを特徴とする音声体感システム。

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