JP5499469B2 - 音声出力装置、映像音声再生装置及び音声出力方法 - Google Patents

Description

本発明は、音声出力装置、映像音声再生装置及び音声出力方法に関する。

音声を出力し映像を表示するテレビ受像機等の映像音声再生装置は、画面に対して上又は下にスピーカーを配置したり、画面に対して右及び左にスピーカーを配置したりして、画面とスピーカーが一体的に又は別体で構成される。従来、テレビ受像機から出力される音声によって形成される音場の定位を調整することによって、映像と音声を一致させる技術がある。

例えば、特許文献１では、映像再生装置の上又は下側に位置するスピーカーが４ｋＨｚ以上の周波数帯域のうちの特定帯域のレベルを抑制したセンターチャンネル信号を再生する。また、映像再生装置の左右に位置するスピーカーがこの特定帯域のセンターチャンネル信号を再生する。また、特許文献２では、オーディオ信号を聴覚上の方向知覚が得られる周波数帯域とそれ以外の周波数帯域に分割する。そして、方向知覚が得られる帯域のオーディオ信号に対して位相と音圧レベルを調整して複数スピーカーを用いて音像定位を制御し、それ以外の帯域のオーディオ信号に対して音像定位を行わず単一のスピーカーを用いて再生する。

特開平９−３７３８４号公報 特開平２−５９０００号公報

近年、テレビ受像機の薄型化の影響によって、テレビ受像機に画面と一体的に設けられるスピーカーは、配置位置が限定されている。テレビ受像機の大部分を占める画面部分の厚さを例えば１０数ｍｍ〜数ｍｍオーダーに低減するため、スピーカーは画面の下方に設けられる傾向がある。特に、例えば２０Ｈｚ〜２０ｋＨｚの音声出力が可能なスピーカーは、音の品質を確保するため一定の体積が必要であり、薄型化が図られた画面部分近傍に設けられず、画面の下方に設けられる。薄型化が図られた画面部分近傍にフルレンジスピーカーが設けられたとしても、スピーカーの体積を確保することができないため、例えば１００Ｈｚ以下の低域の音声が劣化しやすいという問題があった。

テレビ受像機の画面の下方にのみスピーカーが配置される場合、左右にスピーカーが配置されてステレオ出力が可能であれば、左右スピーカーの音量調整によって、左右方向に音像の定位を移動することができる。しかし、テレビ受像機の薄型化による制約によって、画面の下方にのみスピーカーが配置される場合、音像の定位が画面下方に偏ったまま、画面高さ中央に音像の定位を移動することができないという問題があった。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、画面の薄型化を図ることができ、音質を劣化させずに音像の定位を画面の高さ方向に移動することが可能な、新規かつ改良された音声出力装置、映像音声再生装置及び音声出力方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、入力された入力音声信号を第１の音声信号と第２の音声信号に分割する分割部と、第１の音声信号を第２の音声信号より所定量だけ遅延させて出力する遅延処理部と、第１の音声信号のうち高域側の周波数帯域又は第１の音声信号より高域である周波数帯域からなるように第２の音声信号の周波数帯域を調整する周波数調整部と、映像を表示する表示部の画面より上方又は下方に設けられ、遅延処理部から入力された第１の音声信号を出力する第１の出力部と、表示部の画面高さ中央以上に設けられ、周波数調整部で調整された第２の音声信号を出力する第２の出力部とを有する音声出力装置が提供される。

上記周波数調整部が、第１の音声信号の周波数帯域及び第２の音声信号の周波数帯域を調整してもよく、第１の音声信号及び第２の音声信号によって形成される音像の定位の高さ方向の位置が、表示部の画面上で移動される。

上記第２の出力部は、表示部の左側及び右側にそれぞれ少なくとも１つずつ設けられてもよい。

上記周波数調整部は、第１の音声信号が第２の音声信号の周波数帯域を含まないように第１の音声信号の周波数帯域を調整してもよい。また、周波数調整部は、第２の音声信号の高域側の周波数帯域を調整できてもよい。更に、周波数調整部は、第２の音声信号の周波数帯域が２〜４ｋＨｚの周波数を含むように調整してもよい。

上記第２の音声信号の音声の音圧レベルを調整する音圧調整部と、ユーザーによる操作を受け付け、第２の音声信号の音圧レベルを操作する操作信号を音圧調整部に出力する操作部とを更に備え、第２の音声信号の音圧レベルが大きく調整されたとき、周波数調整部が、第１の音声信号の高域側の周波数帯域を減少させ、第２の音声信号の高域側の周波数帯域を増加させてもよい。

上記第２の音声信号の音圧レベルが小さく調整されたとき、周波数調整部が、第１の音声信号の高域側の周波数帯域を増加させ、第２の音声信号の高域側の周波数帯域を減少させてもよい。

上記音圧調整部が、第１の音声信号による音声の音圧レベル及び第２の音声信号による音声の音圧レベルを調整してもよく、第１の音声信号及び第２の音声信号によって形成される音像の定位の高さ方向の位置が、表示部の画面上で移動される。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、入力された入力音声信号を第１の音声信号と第２の音声信号に分割する分割部と、第１の音声信号を第２の音声信号より所定量だけ遅延させて出力する遅延処理部と、第１の音声信号のうち高域側の周波数帯域又は第１の音声信号より高域である周波数帯域からなるように第２の音声信号の周波数帯域を調整する周波数調整部と、映像を表示する表示部の画面より上方又は下方に設けられ、遅延処理部から入力された第１の音声信号を出力する第１の出力部と、表示部の画面高さ中央以上に設けられ、周波数調整部で調整された第２の音声信号を出力する第２の出力部とを有する映像音声再生装置が提供される。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、入力された入力音声信号を第１の音声信号と第２の音声信号に分割するステップと、第１の音声信号を第２の音声信号より所定量だけ遅延させて出力するステップと、第１の音声信号のうち高域側の周波数帯域又は第１の音声信号より高域である周波数帯域からなるように第２の音声信号の周波数帯域を調整するステップと、映像を表示する表示部の画面より上方又は下方に設けられた第１の出力部が、遅延処理部から入力された第１の音声信号を出力するステップと、表示部の画面高さ中央以上に設けられた第２の出力部が、周波数調整部で調整された第２の音声信号を出力するステップとを有する音声出力方法が提供される。

本発明によれば、画面の薄型化を図ることができ、音質を劣化させずに音像の定位を画面の高さ方向に移動することができる。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。なお、説明は、以下の順序で行う。
１．一実施形態の構成
２．一実施形態の動作

＜１．一実施形態の構成＞
［外観による全体構成］
まず、図１〜図３を参照して、本発明の一実施形態に係るテレビ受像機１００の構成について説明する。図１は、本実施形態に係るテレビ受像機１００を示す正面図である。図２は、本実施形態に係るテレビ受像機１００を示す側面図である。図２は、図１に示したテレビ受像機１００を側面側から見た図である。図３は、本実施形態に係るテレビ受像機１００の本体部１７４内部に収容されたフルレンジスピーカー１５６を示す拡大断面図である。図３は、本実施形態のテレビ受像機１００の本体部１７４を正面から背面方向に伸びる切断線で切断して、側面側から見た断面図である。

テレビ受像機１００は、映像音声再生装置の一例であり、テレビ放送信号や外部装置から入力された映像音声信号に基づく映像を表示部１７０に表示し、音声をフルレンジスピーカー１５５、１５６、ツイーター１５７、１５８から出力できる。なお、本実施形態では、テレビ受像機１００について説明するが、本発明を適用できる映像音声再生装置は、テレビ受像機１００に限定されない。映像音声再生装置は、例えば、テレビ放送信号を受信する機能を有さないが、記録メディアに記録されたコンテンツやストリーミング配信されたコンテンツ等の映像や音声を再生できるディスプレイ装置や、パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ等の携帯機器でもよい。

テレビ受像機１００は、例えば、図１及び図２に示すように、表示パネル１７２と本体部１７４に分けることができる。表示パネル１７２は、画面を有する表示部１７０やツイーター１５７、１５８を備え、本体部１７４は、後述する音声出力部１０２、チューナー１６０やフルレンジスピーカー１５５、１５６等を備える。また、テレビ受像機１００は、本体部１７４から斜め前方に立設された支持部１７６と、支持部１７６の上端に設けられ表示パネル１７２を背面側から支持する支持パネル１７８を更に備える。

表示パネル１７２は、例えば平板形状であり、中央に表示部１７０の画面が設けられ、表示部１７０の画面の左右にツイーター１５７、１５８が設けられる。ツイーター１５７、１５８は、画面高さ中央以上に設けられる。ツイーター１５７、１５８は、例えばステレオ出力やモノラル出力ができ、ステレオ出力時はツイーター１５７が左用音声を出力し、ツイーター１５８が右用音声を出力する。ツイーター１５７、１５８は、例えばフラットパネルスピーカーであり、ツイーター１５７、１５８の音声出力の軸方向は、表示部１７０の画面表示の軸方向と同一である。

本体部１７４は、例えば、設置面に広い面積を有する直方体形状である。本体部１７４は、図示しない回路等が収容され、左右にフルレンジスピーカー１５５、１５６が設けられる。フルレンジスピーカー１５５、１５６は、例えばステレオ出力やモノラル出力ができ、ステレオ出力時はフルレンジスピーカー１５５が左用音声を出力し、フルレンジスピーカー１５６が右用音声を出力する。

フルレンジスピーカー１５５、１５６の音声出力の軸方向は、図２及び図３に示すように設置面に対して所定角度Ａに傾けるとよい。所定角度Ａは、例えば、視聴者が位置する方向や距離及びフルレンジスピーカー１５５、１５６、ツイーター１５７、１５８の位置等を考慮して設けられる。例えば、テレビ受像機１００の高さが約250ｍｍであり、フルレンジスピーカー１５５（１５６）とツイーター１５７（１５８）の間隔が、約200ｍｍであるとき、フルレンジスピーカー１５５、１５６の音声出力の軸方向は、設置面に対して６６°がよい。

上述した通り、本実施形態のテレビ受像機１００は、画面下方に設けられたフルレンジスピーカー１５５、１５６の音声出力の軸方向が斜め前方に傾斜し、ツイーター１５７、１５８が画面高さ中央以上に設けられる。そして、後述する通り、フルレンジスピーカー１５５、１５６とツイーター１５７、１５８の出音時間や周波数特性を更に調整することで、テレビ受像機１００の音像の定位が画面付近となる。ツイーター１５７、１５８から音声が出力されない場合は、音像の定位は画面下方となるが、本実施形態によれば、音像の定位をテレビ受像機１００の上部方向に持ち上げることができる。その結果、視聴者は、音声が画面付近から聴こえてくるような感覚を持つことができる。

［機能ブロックによる全体構成］
次に、図４を参照して、本実施形態に係るテレビ受像機１００の構成について説明する。図４は、本実施形態に係るテレビ受像機１００を示すブロック図である。

テレビ受像機１００は、例えば、チューナー１６０と、復調部１６４と、音声出力部１０２と、フルレンジスピーカー１５５、１５６と、ツイーター１５７、１５８と、映像信号処理部１６６と、表示制御部１６８と、表示部１７０と、制御部１１０と、操作部１１２等からなる。

テレビ受像機１００は、アンテナ１０と接続されて、テレビ放送信号を受信する。また、テレビ受像機１００は、記録メディア再生装置２０と接続されて、記録メディアに記録されたコンテンツの映像音声再生信号を受信する。記録メディア再生装置２０は、例えば、ＤＶＤやブルーレイディスク等の光ディスク再生装置やハードディスク再生装置などである。また、図示しないが、テレビ受像機１００は、インターネット等のネットワークと接続されて、ストリーミング配信されたコンテンツやダウンロード可能なコンテンツの映像信号を受信してもよい。

チューナー１６０は、アンテナ１０を介してテレビ放送信号を受信する。チューナー１６０は、所定の周波数の放送信号を抽出、増幅する。チューナー１６０は、生成した信号を復調部１６４に送る。

復調部１６４は、チューナー１６０から放送信号を受けたり、又は記録メディア再生装置２０から映像再生信号を受けたりする。そして、復調部１６４は、放送信号又は映像音声信号を復調処理する。また、復調部１６４は、デマルチプレクス処理をして、マルチプレクス処理されている信号を映像信号と音声信号に分離する。更に、復調部１６４は、ＭＰＥＧ規格などによって符号化処理されている信号を復号化処理する。復調部１６４は、処理後の信号を音声出力部１０２と映像信号処理部１６６に送る。

音声出力部１０２は、復調処理された音声信号に対して所定の信号処理をして、フルレンジスピーカー１５５、１５６とツイーター１５７、１５８に処理された音声信号を出力する。音声出力部１０２の詳細な説明は後述する。

フルレンジスピーカー１５５、１５６は、例えば約１０Ｈｚ〜２０ｋＨｚの周波数帯域の音声を出力する。なお、フルレンジスピーカー１５５、１５６が出力できる周波数帯域は、この例に限定されず、他の範囲であってもよい。フルレンジスピーカー１５５、１５６は、音声出力部１０２から受けた音声信号に基づいて、テレビ放送による番組や、記録メディアに記録されたコンテンツなどの音声を出力する。

ツイーター１５７、１５８は、例えば２ｋＨｚ以上の周波数帯域の音声を出力する。ツイーター１５７、１５８は、高い周波数帯域の音声を出力するため、指向性があり、視聴者に対して音声の出力源をツイーター１５７、１５８の設置場所の中間付近に認識させることができる。また、ツイーター１５７、１５８は、２ｋＨｚ〜４ｋＨｚの音声を出力することによって、人間にとって聞き取りやすい音を提供する。更に、ツイーター１５７、１５８の周波数帯域を２ｋＨｚ以上とすることによって、約１５０Ｈｚの低い人の声の倍音をツイーター１５７、１５８から出力することができる。

ツイーター１５７、１５８は、例えばフラットパネルスピーカーであり、圧電素子（ピエゾ素子）を用いた方式によるスピーカーを用いることができる。なお、ツイーター１５７、１５８は、これに限定されず、他の方式によるスピーカーでもよい。ツイーター１５７、１５８は、音声出力部１０２から受けた音声信号に基づいて、テレビ放送による番組や、記録メディアに記録されたコンテンツなどの音声を出力する。

映像信号処理部１６６は、復調部１６４から受けた映像信号に対して、表示部１７０の画素数に応じたスケーリング処理、色補正処理、エッジ強調処理などを施す。映像信号処理部１６６は、処理後の映像信号を表示制御部１６８に送る。

表示制御部１６８は、映像信号処理部１６６から受けた映像信号に基づいて、表示部１７０を駆動して表示部１７０に映像を表示させる。表示部１７０は、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイなどである。表示部１７０には、テレビ放送による番組や、記録メディアに記録されたコンテンツなどの映像が表示される。また、表示部１７０は、テレビ受像機１００やテレビ受像機１００に接続された記録メディア再生装置２０等の設定メニュー画面を表示する。

制御部１１０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などが組み合わされて構成されるマイクロコンピュータなどを有する。制御部１１０は、プログラムによって演算処理装置及び制御装置として機能し、テレビ受像機１００における上記各構成要素などを制御する。また、制御部１１０は、操作部１１２からの信号に基づいてテレビ受像機１００の各構成要素を制御する。

操作部１１２は、ユーザーによる操作を受け付け、その操作に基づいた操作信号を制御部１１０に送る。操作部１１２は、例えばテレビ受像機１００の本体に設けられたボタンやスイッチ、制御部１１０と無線通信可能なリモートコントローラである。

［音声出力部１０２の構成］
次に、図５を参照して、本実施形態に係る音声出力部１０２について詳しく説明する。図５は、本実施形態に係るテレビ受像機１００の音声出力部１０２を詳細に示すブロック図である。

音声出力部１０２は、例えば、入力部１０４、デジタル信号処理部（ＤＳＰ）１２０と、Ｄ／Ａ変換部１３１、１３２、１３３、１３４と、出力部１５１、１５２、１５３、１５４などからなる。

入力部１０４は、復調部１６４から音声信号を受けて、デジタル信号処理部１２０に音声信号を送る。

デジタル信号処理部１２０は、復調部１６４から受けた音声信号に対して、各種信号処理を施す。デジタル信号処理部１２０は、処理後の音声信号をＤ／Ａ変換部１３１、１３２、１３３、１３４に送る。デジタル信号処理部１２０は、例えば分割部１２１と、遅延処理部１２２、１２３と、周波数調整部１２４、１２５と、音圧調整部１２６、１２７などからなる。

分割部１２１は、入力された音声信号を第１の音声信号と第２の音声信号に分割する。ここで、第１の音声信号は、最終的にフルレンジスピーカー１５５、１５６に出力される音声信号であり、第２の音声信号は、ツイーター１５７、１５８に出力される音声信号である。分割部１２１は、第１の音声信号を遅延処理部１２２に送り、第２の音声信号を遅延処理部１２３に送る。

遅延処理部１２２は、分割部１２１から第１の音声信号を受ける。遅延処理部１２３は、分割部１２１から第２の音声信号を受ける。そして、遅延処理部１２２は、第１の音声信号を第２の音声信号より所定量だけ遅延させて、周波数調整部１２４に遅延処理された第１の音声信号を出力する。遅延処理部１２３は、周波数調整部１２５に第２の音声信号を出力する。なお、遅延処理部１２２と遅延処理部１２３は、互いに同期している。また、遅延処理部１２３は、第２の音声信号に対して遅延処理を施してもよいし、施さなくてもよい。即ち、遅延処理部１２２、１２３によって、第２の音声信号が第１の音声信号より上記所定量だけ早く出力されるように処理されればよい。

ここで、所定量とは、第２の音声信号によるツイーター１５７、１５８からの音声が出力されてから、第１の音声信号によるフルレンジスピーカー１５５、１５６からの音声が出力されるまでの所定時間に対応する量である。所定時間とは、例えば、６０μｓｅｃである。これにより、高域の周波数の音声が先に出力されるため、視聴者にとって、テレビ受像機１００の音像の定位がツイーター１５７、１５８の中間付近、例えば表示部１７０の画面付近であると認識されるようになる。

遅延処理が施されていない通常のスピーカーシステムの場合、視聴者は、フルレンジスピーカー１５５、１５６が設置されたテレビ受像機１００の下部から音声が聞こえてくるように感じる。一方、本実施形態のように遅延処理を施すことによって、視聴者は、フルレンジスピーカー１５５、１５６が設置されたテレビ受像機１００の下部から音声が聞こえてくるのではなく、画面から音声が聞こえてくるように感じることができる。また、遅延処理が施されることによって、遅延処理が施されていない場合に比べて、音声が粒立ち、よりクリアに（はっきりと）聞こえてくる。

なお、音声が出力される時間差である所定時間は、６０μｓｅｃ〜１２０μｓｅｃの範囲のいずれかの値で設定されるとよい。但し、１００μｓｅｃ以上の時間差があると、１００μｓｅｃ未満の場合に比べて音声のクリアさは僅かに低減し、音声がよりかたまりのようになって出力されているように感じる。しかし、より視聴者側に近づいて音声が出力されているように感じることができる。そのため、表示部１７０の画面で表示されるコンテンツが３Ｄ画像（ステレオ画像）の場合に、視聴者に対してより効果的にコンテンツを提供することができる。また、１８０μｓｅｃ以上の時間差があると、上側と下側から別々に音声が出力されるように聞こえ、音がずれて聞こえてしまうため、本実施形態の作用を得るためには好ましくない。

なお、遅延処理部１２２、１２３は、２つの機能ブロックで構成される例を説明したが、遅延処理部１２２、１２３は、１つの機能ブロックで上記遅延処理が実現されるようにしてもよい。

周波数調整部１２４、１２５は、操作部１１２におけるユーザーの操作によって生じた操作信号を制御部１１０から受けて周波数帯域の調整をする。周波数調整部１２４は、遅延処理部１２２から第１の音声信号を受けて、第１の音声信号に対して周波数帯域の調整をする。周波数調整部１２４は、調整後の第１の音声信号を音圧調整部１２６に送る。周波数調整部１２５は、遅延処理部１２３から第２の音声信号を受けて、第２の音声信号に対して周波数帯域の調整をする。周波数調整部１２５は、調整後の第２の音声信号を音圧調整部１２７に送る。

周波数調整部１２５は、出力される第２の音声信号が、第１の音声信号のうち高域側の周波数帯域又は第１の音声信号より高域である周波数帯域からなるように第２の音声信号の周波数帯域を調整する。例えば、周波数調整部１２４は、フルレンジスピーカー１５５、１５６から約１０Ｈｚ〜２０ｋＨｚの周波数帯域の音声が出力されるように、第１の音声信号の周波数帯域を調整する。また、周波数調整部１２５は、ツイーター１５７、１５８から例えば２ｋＨｚ以上の周波数帯域の音声が出力されるように、第２の音声信号の周波数帯域を調整する。これにより、視聴者は、テレビ受像機１００から出力される音声が立体的に聞こえくるように感じることができる。

また、周波数調整部１２４は、第１の音声信号が第２の音声信号の周波数帯域を含まないように第１の音声信号の周波数帯域を調整してもよい。例えば、上記の例では、周波数調整部１２４は、第１の音声信号が例えば２ｋＨｚ以上の周波数帯域を含まないように第１の音声信号の周波数帯域を調整してもよい。これにより、視聴者は、テレビ受像機１００から出力される音声が、テレビ受像機１００の下方から聞こえてくる音声が減少し、より上方、例えば画面付近から音声が聞こえてくるように感じることができる。

周波数調整部１２５は、出力される第２の音声信号の高域側の周波数帯域を調整できてもよい。即ち、周波数調整部１２５は、第２の音声信号の周波数帯域が、２ｋＨｚ〜１０ｋＨｚの範囲で出力する場合、更に１０ｋＨｚ又は２０ｋＨｚ以上の周波数帯域も出力する場合というように、高域側の周波数帯域の範囲をより広げられるようにしてもよい。高域側の音声がより広い範囲で出力されることで、視聴者は、画面内から音声が聞こえてくるだけでなく、画面外からも音声が聞こえてくるように感じることができ、更に音声を立体的かつ広がりをもって感じることができる。

上記説明では、周波数調整部１２４、１２５は、遅延処理後の第１の音声信号及び第２の音声信号に対して周波数帯域を調整するとしたが、この例に限定されない。例えば、分割部１２１が、音声信号を第１の音声信号及び第２の音声信号に音声信号を分割した後に、周波数調整部が第１の音声信号及び第２の音声信号に対して周波数の帯域を調整してもよい。この場合、周波数調整された第１の音声信号及び第２の音声信号に遅延処理が施される。

音圧調整部１２６、１２７（ボリュームコントロール）は、操作部１１２におけるユーザーの操作によって生じた操作信号を制御部１１０から受けて、音声信号の音圧を調整する。周波数調整部１２４、１２５と音圧調整部１２６、１２７が同時に制御されることで、第１の音声信号及び第２の音声信号によって形成される音像の定位が高さ方向で変化する。音圧調整部１２６、１２７は、それぞれ周波数調整部１２４、１２５から受けた音声信号に対して音圧を調整する。音圧調整部１２６は、音圧が調整された第１の音声信号をＤ／Ａ変換部１３１、１３２に出力する。音圧調整部１２７は、音圧が調整された第２の音声信号をＤ／Ａ変換部１３３、１３４に出力する。

Ｄ／Ａ変換部１３１、１３２、１３３、１３４は、デジタル音声信号をデジタルアナログ変換してアナログ音声信号に変換する。Ｄ／Ａ変換部１３１は、左スピーカー出力用の第１の音声信号を受けて、変換後の第１の音声信号を出力部１５１に送る。Ｄ／Ａ変換部１３２は、右スピーカー出力用の第１の音声信号を受けて、変換後の第１の音声信号を出力部１５２に送る。Ｄ／Ａ変換部１３３は、左スピーカー出力用の第２の音声信号を受けて、変換後の第２の音声信号を出力部１５３に送る。Ｄ／Ａ変換部１３４は、右スピーカー出力用の第２の音声信号を受けて、変換後の第２の音声信号を出力部１５４に送る。第１の音声信号は、出力部１５１、１５２を介して、フルレンジスピーカー１５５、１５６に出力される。第２の音声信号は、出力部１５３、１５４を介して、ツイーター１５７、１５８に出力される。なお、フルレンジスピーカー１５５、１５６は、第１の出力部の一例であり、ツイーター１５７、１５８は、第２の出力部の一例である。

＜２．一実施形態の動作＞
［音声出力の動作］
次に、図６を参照して、本発明の一実施形態に係るテレビ受像機１００の音声出力の動作について説明する。図６は、本実施形態に係るテレビ受像機１００の音声出力の動作を示すフローチャートである。

まず、テレビ放送信号や記録メディアに記録されたコンテンツの映像音声信号が入力され、チューナー１６０や復調部１６４を介して音声信号が音声出力部１０２に入力される（ステップＳ１０１）。

そして、音声出力部１０２の分割部１２１において、音声信号が第１の音声信号と第２の音声信号に分割される（ステップＳ１０２）。分割された第１の音声信号及び第２の音声信号は、それぞれ遅延処理部１２２、１２３に出力される。次に、遅延処理部１２２、１２３において、第１の音声信号が第２の音声信号より所定量だけ遅延して出力されるように遅延処理される（ステップＳ１０３）。その結果、第２の音声信号は第１の音声信号より所定量だけ早く出力される。

また、ユーザーによって音像定位が後述する方法で調整されているか否かを判断する（ステップＳ１０４）。音像定位が調整されている場合、調整後の周波数帯域及び音圧に周波数調整部１２４、１２５、音圧調整部１２６、１２７を設定する（ステップＳ１０５）。音像定位が調整されていない場合は、あらかじめ設定された周波数帯域及び音圧、又は前回設定された周波数帯域及び音圧が用いられる。

そして、設定されている周波数及び音圧で、音声信号が音声出力部１０２から出力される（ステップＳ１０６）。その結果、遅延処理、周波数調整、音圧（音量）調整がされた音声がフルレンジスピーカー１５５、１５６及びツイーター１５７、１５８から出力される。なお、出力される音声によって形成される音像の定位は、以下のようになる。

［音像定位の調整動作］
次に、図７〜図９を参照して、本発明の一実施形態に係るテレビ受像機１００における音像定位の調整動作について説明する。図７は、本実施形態に係る表示部１７０の画面に表示されたユーザーインターフェースを示す説明図である。図８は、本実施形態に係るフルレンジスピーカー１５５、１５６、ツイーター１５７、１５８から出力される音声の周波数特性を示すグラフである。図８の上のグラフがツイーター１５７、１５８の周波数特性を示し、図８の下のグラフがフルレンジスピーカー１５５、１５６の周波数特性を示す。図９は、本実施形態に係るテレビ受像機１００を示す正面図であり、音像定位の移動を示す説明図である。

本実施形態では、音像定位がテレビ受像機１００の高さ方向上下に移動できるとする。音像定位の調整は、例えば、画面に表示された図７に示すようなユーザーインターフェース（ＵＩ）を介して視聴者が調整できるとしてもよい。なお、ユーザーインターフェースは、画面表示される場合に限定されず、例えばテレビ受像機１００やリモートコントローラに設けられた実体的なスライダー及びつまみなどの操作部材であってもよい。

音像定位調整の設定画面として、例えば、表示部１７０の画面にスライダー１９０と、スライダー１９０上を移動するつまみ１９２が表示される。そして、つまみ１９２がスライダー１９０の最も左に位置するとき、音像定位調整は「ＭＩＮ」に設定され、つまみ１９２がスライダー１９０の最も右に位置するとき、音像定位調整は「ＭＡＸ」に設定される。

ここでは、音像定位調整がＭＩＮに設定されるとき、音像定位がテレビ受像機１００の下部に位置し、音像定位がＭＡＸに設定されるとき、音像定位がテレビ受像機１００の表示部１７０の画面付近に位置するように設定されている場合について説明する。なお、ここでは、ツイーター１５７、１５８から出力される音声は、フルレンジスピーカー１５５、１５６から出力される音声より常に所定時間（例えば６０μｓｅｃ）だけ早く出力される。

音像定位調整がＭＩＮに設定されると、ツイーター１５７、１５８は音圧レベルがＯＦＦにされ、フルレンジスピーカー１５５、１５６は音圧レベルが最大となる。そして、フルレンジスピーカー１５５、１５６の周波数帯域は、例えば図８に示すように、１５０Ｈｚ〜１５ｋＨｚの範囲に設定される。この結果、ツイーター１５７、１５８からは全く音声が出力されず、フルレンジスピーカー１５５、１５６のみから音声が出力されるため、音像の定位は図９のＶ_ＭＩＮに示すように、テレビ受像機１００の下部になる。このとき、視聴者は、フルレンジスピーカー１５５、１５６が設けられたテレビ受像機１００の下部側から音声が聞こえてくることになる。そのため、音声の出力源と画像の表示方向が一致しないため、視聴者は違和感を覚えながら、放送番組や各種コンテンツを視聴することになる。特に、人物が話しているシーン等で顕著にずれを感じやすい。

なお、図８では、音像定位が調整されたときの周波数特性の変化を示した。但し、音像定位調整は、音圧レベルも同時に変化させるが、説明の都合上、図８は、音圧レベルが一定である場合について示している。即ち、音像定位調整がＭＩＮに設定されるとき、ツイーター１５７、１５８の音圧レベルはＯＦＦであるから、実際は音圧レベルが０でフラットなグラフとなる。

音像定位調整がＭＩＮから徐々にＭＡＸの方向へ設定されると、ツイーター１５７、１５８の音圧レベルは徐々に増加し、図８に示すように周波数帯域もＭＩＮ近傍時の２ｋＨｚ〜１０ｋＨｚの範囲から、次第に高域側の範囲が広くなる。図８に示すツイーター１５７、１５８の周波数特性のグラフは、設定がＭＡＸの方向へ移動するにつれて、実際は音圧が０レベルから音圧が最大値の方向へ次第に増加する。

また、音像定位調整がＭＩＮから徐々にＭＡＸの方向へ設定されると、フルレンジスピーカー１５５、１５６の音圧レベルは徐々に減少し、図８に示すように周波数帯域もＭＩＮ時の１５０Ｈｚ〜１５ｋＨｚの範囲から、次第に高域側の範囲が狭くなる。図８に示すフルレンジスピーカー１５５、１５６の周波数特性のグラフは、設定がＭＡＸの方向へ移動するにつれて、実際は音圧レベルが最大値から音圧が最大値より低いレベルの方向へ次第に減少する。

この結果、ツイーター１５７、１５８からは出力される音声の音圧レベルが増加しつつ、音声の周波数帯域の高域側の範囲が広がっていく。そして、フルレンジスピーカー１５５、１５６からの音声の周波数帯域の高域側の範囲が狭まっていく。従って、音像の定位は図９のＶ_ＭＩＮから次第に、テレビ受像機１００の上方向に移動する。即ち、高域の周波数帯域の音声がツイーター１５７、１５８から出力されることで、音声の指向性の特性により、音声の出力源は、ツイーター１５７、１５８が設置されている画面方向に移動していくように感じる。音圧レベルが変化することで音像の定位の上昇感がより明確になる。

音像定位調整がＭＡＸに設定されると、ツイーター１５７、１５８の音圧レベルは最大にされ、フルレンジスピーカー１５５、１５６の音圧レベルは、最大に比べて低減される。そして、フルレンジスピーカー１５５、１５６の周波数帯域は、例えば図８に示すように、１５０Ｈｚ〜２ｋＨｚの範囲に設定される。また、ツイーター１５７、１５８の周波数帯域は、下限が２ｋＨｚであり、上限が例えば２０ｋＨｚ以上設定される。

これにより、ツイーター１５７、１５８からは出力される音声の周波数帯域は、フルレンジスピーカー１５５、１５６から出力される音声の周波数帯域と重複しないようになる。その結果、テレビ受像機１００の下部から出力されるように感じていた音声が聞こえなくなり、音声はテレビ受像機１００の画面付近を中心に出力されているように聞こえる。また、音声が設置面より上部から聞こえてくるように感じ、音声が設置面から浮いて出力されているようにも感じる。

また、ツイーター１５７、１５８から出力される音声の周波数帯域の高域側の範囲が広がると、画面内から音声が出力されるだけでなく、画面の外側からも音声が出力されているように感じる。その結果、視聴者はより立体的に音声を聞くことができる。

音像の定位は図９のＶ_ＭＡＸに示すように、テレビ受像機１００の画面の中央付近になる。このとき、視聴者は、フルレンジスピーカー１５５、１５６が設けられたテレビ受像機１００の画面付近から音声が聞こえてくることになる。そのため、音声の出力源と画像の表示方向が一致するため、視聴者は違和感を覚えることなく、放送番組や各種コンテンツを視聴することができる。特に、人物が話しているシーン等でよりリアリティーのある視聴が可能となる。

なお、説明の都合上、図８は、音圧レベルが一定である場合について示している。しかし、音像定位調整がＭＡＸ方向に設定されるとき、ツイーター１５７、１５８の音圧レベルはＯＦＦから、最大値の方向に増加する。

音像定位調整がＭＡＸから徐々にＭＩＮの方向へ設定されると、ツイーター１５７、１５８の音圧レベルは徐々に減少し、図８に示すように周波数帯域もＭＡＸ時の２ｋＨｚ〜２０ｋＨｚ以上の範囲から、次第に高域側の範囲が狭くなる。図８に示すツイーター１５７、１５８の周波数特性のグラフは、設定がＭＩＮの方向へ移動するにつれて、実際は音圧が最大値レベルから音圧が０レベルの方向へ次第に減少する。

また、音像定位調整がＭＡＸから徐々にＭＩＮの方向へ設定されると、フルレンジスピーカー１５５、１５６の音圧レベルは徐々に増加し、図８に示すように周波数帯域もＭＡＸ時の１５０Ｈｚ〜２ｋＨｚの範囲から、次第に高域側の範囲が広くなる。図８に示すフルレンジスピーカー１５５、１５６の周波数特性のグラフは、設定がＭＩＮの方向へ移動するにつれて、実際は音圧レベルが最大値より低いレベルから音圧が最大値の方向へ次第に増加する。

上述した通り、フルレンジスピーカー１５５、１５６とツイーター１５７、１５８のスピーカーの音声が出力される時間差と、周波数特性と、音圧レベル（音量）の変化を、ユーザーインターフェースと連動させることによって、上下方向の音像定位調整が可能となる。音像定位調整がＭＡＸに設定されると上述したような音像の定位が画面中心付近になる。一方、音像定位調整がＭＩＮに設定されると音像の定位がテレビ受像機１００の下部になる。なお、音像定位調整がＭＩＮに設定することで、ツイーター１５７、１５８の出力がなくなるため、高域の音声に敏感な人にとって耳障りな音を排除することができる。

以上では、ツイーター１５７、１５８から出力される音声は、フルレンジスピーカー１５５、１５６から出力される音声より常に一定時間だけ早く出力される場合について説明したが、本発明はこの例に限定されない。例えば、音声が出力される時間差は、６０μｓｅｃ〜１２０μｓｅｃの範囲で調整できるようにしてもよい。

上述した通り、本実施形態によれば、ツイーター１５７、１５８が表示部１７０の画面高さ中央以上に設けられ、フルレンジスピーカー１５５、１５６が画面より下方に設けられる。そして、フルレンジスピーカー１５５、１５６と、ツイーター１５７、１５８のスピーカーの音声が出力される時間差と、周波数特性と、音圧レベル（音量）を変化させることで、音像の定位をテレビ受像機の上下方向に移動することができる。

本実施形態のテレビ受像機１００は、高域の周波数の第２の音声信号による音声がツイーター１５７、１５８から出力される。そして、ツイーター１５７、１５８から出力される音声は、フルレンジスピーカー１５５、１５６から出力される第１の音声信号による音声より所定時間だけ早く出力される。そのため、視聴者は、ツイーター１５７、１５８が設置された中間付近、即ち画面付近から音声が聞こえてくるように感じることができ、映像の表示方向と一致するため、従来に比べて臨場感のある音場を実現することができる。また、ツイーター１５７、１５８から出力される音声の高域側の周波数特性の範囲を広げることで、空間的により広がりのある音声が聞こえてくるようにすることができる。

従来、左右のスピーカーの音圧レベルを変化させることによって、図９のＨ_Ｌ、Ｈ_Ｃ、Ｈ_Ｒのように音像の定位を左右方向に移動することはできたが、上下方向の音像の定位の移動はできなかった。そのため、音像がテレビ受像機１００の下部又は上部に偏る傾向があった。近年、テレビ受像機の薄型化の影響によって、テレビ受像機に画面と一体的に設けられるスピーカーは、配置位置が限定されている。テレビ受像機の大部分を占める画面部分の厚さを例えば１０数ｍｍ〜数ｍｍオーダーに低減するため、スピーカーは画面の下方に設けられる。

本実施形態によれば、フルレンジスピーカー１５５、１５６がテレビ受像機１００の画面の下方又は上方に位置して設けたとしても、音像の定位を画面付近に移動することができる。即ち、画面の近傍にツイーター１５７、１５８を設けたとしても、ツイーター１５７、１５８は体積確保が不要であるため画面の薄型化を図ることができ、音質を劣化させずに音像の定位を画面の高さ方向に移動することができる。また、一定の体積が必要なフルレンジスピーカー１５５、１５６を画面付近に配置する必要がなく、画面の下方又は上方に配置することができるため、画面の薄型化を図りつつ、音の品質を確保することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、本発明の映像音声再生装置は、図１や図２で示すように、表示パネル１７２と本体部１７４が分離したテレビ受像機１００の形態に限定されない。本発明の映像音声再生装置は、例えば、表示パネル１７２と本体部１７４が一体的に設けられた１つのパッケージからなる形態でもよい。なお、この形態でも、フルレンジスピーカーは表示部の画面の下方又は上方に設けられ、ツイーターは表示部の画面高さ中央以上に設けられる必要がある。

また、上記実施形態では、フルレンジスピーカー１５５、１５６と、ツイーター１５７、１５８は、それぞれ左右に１つずつ設けられる場合について説明したが、本発明はこの例に限定されない。例えば、表示部の画面の下方に設けられるフルレンジスピーカーは、１つ又は３つ以上でもよいし、表示部の画面高さ中央以上に設けられるツイーターは、１つ又は３以上でもよい。

また、上記実施形態では、フルレンジスピーカー１５５、１５６は、映像を表示する表示部の画面より下方に設けられる場合について説明したが、本発明はこの例に限定されない。例えば、フルレンジスピーカーは表示部の画面より上方に設けられてもよい。この場合も、フルレンジスピーカー、ツイーターの音圧レベル、周波数特性、出力される音声の時間差を調整することで、音像の定位を画面付近に移動させることができる。

また、上記実施形態では、フルレンジスピーカー１５５、１５６とツイーター１５７、１５８が約２０ｃｍの距離で離れている場合について説明したが、本発明はこの例に限定されない。フルレンジスピーカーとツイーターの間の距離は、他の値でもよい。このとき、音像の定位を画面付近にするためのフルレンジスピーカーの音声とツイーターの音声が出力される時間の差は、上述した例に限定されず、他の値でもよい。

本発明の一実施形態に係るテレビ受像機を示す正面図である。 同実施形態に係るテレビ受像機を示す側面図である。 同実施形態に係るテレビ受像機の本体部内部に収容されたフルレンジスピーカーを示す拡大断面図である。 同実施形態に係るテレビ受像機を示すブロック図である。 同実施形態に係るテレビ受像機の音声出力部を示すブロック図である。 同実施形態に係るテレビ受像機の音声出力の動作を示すフローチャートである。 同実施形態に係る表示部の画面に表示されたユーザーインターフェースを示す説明図である。 同実施形態に係るフルレンジスピーカー、ツイーターから出力される音声の周波数特性を示すグラフである。 同実施形態に係るテレビ受像機を示す正面図であり、音像定位の移動を示す説明図である。

符号の説明

１００ テレビ受像機
１０２ 音声出力部
１０４ 入力部
１１０ 制御部
１１２ 操作部
１２０ デジタル信号処理部（ＤＳＰ）
１２１ 分割部
１２２、１２３ 遅延処理部
１２４、１２５ 周波数調整部
１２６、１２７ 音圧調整部
１３１、１３２、１３３、１３４ Ｄ／Ａ変換部
１５１、１５２、１５３、１５４ 出力部
１５５、１５６ フルレンジスピーカー
１５７、１５８ ツイーター
１６０ チューナー
１６４ 復調部
１６６ 映像信号処理部
１６８ 表示制御部
１７０ 表示部
１７２ 表示パネル
１７４ 本体部
１７６ 支持部
１７８ 支持パネル

Claims (10)

1. 入力された入力音声信号を第１の音声信号と第２の音声信号に分割する分割部と、
   前記第１の音声信号を前記第２の音声信号より所定量だけ遅延させて出力する遅延処理部と、
   前記第１の音声信号のうち高域側の周波数帯域又は前記第１の音声信号より高域である周波数帯域からなるように前記第２の音声信号の周波数帯域を調整する周波数調整部と、
   映像を表示する表示部の画面より上方又は下方に設けられ、前記遅延処理部から入力された前記第１の音声信号を出力する第１の出力部と、
   前記表示部の画面高さ中央以上に設けられ、前記周波数調整部で調整された前記第２の音声信号を出力する第２の出力部と、
   を有し、
   前記周波数調整部が、前記第１の音声信号の周波数帯域及び前記第２の音声信号の周波数帯域を調整して、前記第１の音声信号及び前記第２の音声信号によって形成される音像の定位の高さ方向の位置が、前記表示部の画面上で移動される、音声出力装置。
2. 前記第２の出力部は、前記表示部の左側及び右側にそれぞれ少なくとも１つずつ設けられる、請求項１に記載の音声出力装置。
3. 前記周波数調整部は、前記第１の音声信号が前記第２の音声信号の周波数帯域を含まないように前記第１の音声信号の周波数帯域を調整する、請求項１又は２に記載の音声出力装置。
4. 前記周波数調整部は、前記第２の音声信号の高域側の周波数帯域を調整できる、請求項１〜３のいずれかに記載の音声出力装置。
5. 前記周波数調整部は、前記第２の音声信号の周波数帯域が２〜４ｋＨｚの周波数を含むように調整する、請求項１〜４のいずれかに記載の音声出力装置。
6. 前記第２の音声信号による音声の音圧レベルを調整する音圧調整部と、
   ユーザーによる操作を受け付け、前記第２の音声信号の音圧レベルを操作する操作信号を前記音圧調整部に出力する操作部と
   を更に備え、
   前記第２の音声信号による音声の音圧レベルが大きく調整されたとき、前記周波数調整部が、前記第１の音声信号の高域側の周波数帯域を減少させ、前記第２の音声信号の高域側の周波数帯域を増加させる、請求項１に記載の音声出力装置。
7. 前記第２の音声信号による音声の音圧レベルが小さく調整されたとき、前記周波数調整部が、前記第１の音声信号の高域側の周波数帯域を増加させ、前記第２の音声信号の高域側の周波数帯域を減少させる、請求項６に記載の音声出力装置。
8. 前記音圧調整部が、前記第１の音声信号による音声の音圧レベル及び前記第２の音声信号による音声の音圧レベルを調整して、前記第１の音声信号及び前記第２の音声信号によって形成される音像の定位の高さ方向の位置が、前記表示部の画面上で移動される、請求項６又は７に記載の音声出力装置。
9. 入力された入力音声信号を第１の音声信号と第２の音声信号に分割する分割部と、
   前記第１の音声信号を前記第２の音声信号より所定量だけ遅延させて出力する遅延処理部と、
   前記第１の音声信号のうち高域側の周波数帯域又は前記第１の音声信号より高域である周波数帯域からなるように前記第２の音声信号の周波数帯域を調整する周波数調整部と、
   映像を表示する表示部の画面より上方又は下方に設けられ、前記遅延処理部から入力された前記第１の音声信号を出力する第１の出力部と、
   前記表示部の画面高さ中央以上に設けられ、前記周波数調整部で調整された前記第２の音声信号を出力する第２の出力部と、
   を有し、
   前記周波数調整部が、前記第１の音声信号の周波数帯域及び前記第２の音声信号の周波数帯域を調整して、前記第１の音声信号及び前記第２の音声信号によって形成される音像の定位の高さ方向の位置が、前記表示部の画面上で移動される、映像音声再生装置。
10. 入力された入力音声信号を第１の音声信号と第２の音声信号に分割するステップと、
    前記第１の音声信号を前記第２の音声信号より所定量だけ遅延させて出力するステップと、
    前記第１の音声信号のうち高域側の周波数帯域又は前記第１の音声信号より高域である周波数帯域からなるように前記第２の音声信号の周波数帯域を調整するステップと、
    前記第１の音声信号の周波数帯域及び前記第２の音声信号の周波数帯域を調整して、前記第１の音声信号及び前記第２の音声信号によって形成される音像の定位の高さ方向の位置が、映像を表示する表示部の画面上で移動されるステップと、
    前記表示部の画面より上方又は下方に設けられた第１の出力部が前記第１の音声信号を出力するステップと、
    前記表示部の画面高さ中央以上に設けられた第２の出力部が前記第２の音声信号を出力するステップと、
    を有する、音声出力方法。
    
    

Images