KR101256538B1 - 음성 출력 장치, 음성 출력 방법, 기록 매체, 및 방 - Google Patents

음성 출력 장치, 음성 출력 방법, 기록 매체, 및 방 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 진동재의 넓은 범위의 각각의 부분을 적절히 진동시켜, 각각의 부분으로부터 음성이 출력되도록 하는 것이 가능하도록 하는 음성 출력 장치, 음성 출력 방법, 프로그램, 및 방에 관한 것이다. 진동재(26A)는, 진동에 의해 음성을 출력한다. 진동자(27A)는, 진동재(26A)에 장착되고, 제1 음성 신호에 기초하여 진동재(26A)를 진동시키고, 진동자(27B)는, 진동자(27A)와 소정의 간격이 되도록 진동판(26A)에 장착되고, 제2 음성 신호에 기초하여 진동재(26A)를 진동시킴으로써, 진동재(26A)의 넓은 범위의 각각의 부분을 적절히 진동시켜, 각각의 부분으로부터 음성이 출력되도록 하는 것이 가능하게 된다. 본 발명은, 음성 출력 장치 및 방에 적용할 수 있다.

Description

음성 출력 장치, 음성 출력 방법, 기록 매체, 및 방{VOICE OUTPUT DEVICE AND METHOD, RECORD MEDIUM, AND ROOM}
본 발명은 음성 출력 장치, 음성 출력 방법, 프로그램, 및 방에 관한 것이며, 특히, 음성을 출력하는 음성 출력 장치 및 음성 출력 방법과, 프로그램 및 방에 관한 것이다.
스피커 본래의 기능과 함께, 방을 나누거나 가리는 칸막이로서의 기능도 수행하는 칸막이 스피커 장치가 사용되고 있다.
종래의 칸막이 스피커 장치는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 진동재(14-1)에는 진동자(13-1)가 장착되어 있고, 진동재(14-2)에는 진동자(13-2)가 장착되어 있다.
진동자(13-1)는, 신호 처리부(12-1)로부터 공급되는, 마이크로폰(11-1)이 집음한 음성에 대해 소정의 신호 처리가 행해진 음성 신호를 기초로 하여, 진동재(14-1)를 진동시켜서 음성을 출력한다. 또한, 진동자(13-2)는, 진동자(13-1)와 마찬가지로, 신호 처리부(12-2)로부터 공급되는, 마이크로폰(11-2)이 집음한 음성에 대해 소정의 신호 처리가 행해진 음성 신호에 기초하여, 진동재(14-2)를 진동시켜서 음성을 출력한다.
이와 같이 하여, 종래의 칸막이 스피커 장치는, 1개의 진동자가 1개의 진동 재를 진동시킴으로써 음성을 출력한다.
또한, 욕실의 천장 패널 또는 벽 패널에 설치되는 진동재를 가지는 방수 스피커와, 욕실의 욕조 에이프런, 욕조 주변의 벽 패널, 카운터 및 천장 패널 등과 같은, 욕조 이외의 욕실 내부재에 설치되는 액추에이터를 구비하고, 방수 스피커로 중고음을 재생하는 동시에, 액추에이터로 욕실 내부 재를 진동시켜 저음을 재생하는 것을 특징으로 하는 음향 재생 장치도 있다(예를 들면, 일본 특허출원 공개번호 2001-157642호 공보).
(발명이 해결하려고 하는 과제)
그러나, 종래의 칸막이 스피커 장치는, 집음시에 마이크로폰이 지향하고 있지 않는 방향의 음성을 출력시킬 수 없다고 하는 문제가 있다.
예를 들면, 종래의 칸막이 스피커 장치에서는, 마이크로폰(11-1)으로 집음된 음성이 진동자(13-1)에 입력됨으로써 진동재(14-1)를 진동시켜 음성을 출력하고, 마이크로폰(11-2)으로 집음된 음성이 진동자(13-2)에 입력됨으로써 진동재(14-2)를 진동시켜 음성을 출력한다. 이와 같은 방법에 의하면, 마이크로폰(11-1)과 마이크로폰(11-2)의 중간에 존재하는 음성을 재생할 수 없으며, 마이크로폰(11-1) 및 마이크로폰(11-2)의 각각으로부터 집음된 음성을 이산적으로 배치한 음장이 되어 버려서, 사용자는 그 장소에 있는 것 같은 현장감을 느낄 수 없게 된다.
또한, 일본 특허출원 공개번호 2001-157642호 공보에 개시되어 있는 음향 재생 장치는, 집음시에 마이크로폰이 지향하지 않는 방향의 음을 출력할 수 없고, 또한, 일반적인 방이 아니라 욕실을 전제로 함으로써, 방수 스피커로 중고음을 재생하고, 욕실 내부의 부재에 설치된 액추에이터로 부재를 진동시킴으로써 저음을 재생한 것이다.
또한, 일반적인 스피커에서는, 2개의 스피커 사이의 음성을 만드는 경우, 공기 중에서 2개의 스피커의 음성을 혼합하기 때문에, 소위 스위트 스폿(sweet spot)을 조금이라도 벗어나 버리면, 사용자에게 위화감을 주는 음성이 되거나, 도중 누락, 즉 스피커 사이의 음성이 누락된 것과 같은 현상이 생기게 될 가능성이 있다.
본 발명은 이러한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 진동재의 넓은 범위의 각각의 부분을 적절히 진동시켜, 각각의 부분으로부터 음성이 출력되도록 한 것이다.
(과제를 해결하기 위한 수단)
본 발명의 특징(제1 특징)은, 제1 음성 신호 및 제2 음성 신호의 각각을 음성으로 변환하여 출력하는 음성 출력 장치로서, 진동에 의해 음성을 출력하는 진동재, 진동재에 장착되고, 제1 음성 신호에 기초하여 진동재를 진동시키는 제1 진동자, 및 제1 진동자와 소정의 간격이 되도록 진동판에 장착되고, 제2 음성 신호에 기초하여 진동재를 진동시키는 제2 진동자를 포함하는 음성 출력 장치이다.
제1 음성 신호 및 제2 음성 신호의 각각에 대하여, 소정의 신호 처리를 수행하는 처리 수단을 추가로 포함할 수 있다.
처리 수단은, 제1 음성 신호 및 제2 음성 신호의 각각을 지연시키는 지연 처리 수단을 포함할 수 있다.
처리 수단은, 제1 음성 신호 및 제2 음성 신호의 각각의 성분 중에서 소정의 주파수 대역 성분을 통과시키는 필터 처리 수단을 포함할 수 있다.
처리 수단은, 제1 음성 신호 및 제2 음성 신호의 각각의 이득을 조정하는 이득 조정 처리 수단을 포함할 수 있다.
본 발명의 특징(제1 특징)은, 진동에 의해 음성을 출력하는 진동재, 진동재에 장착되고, 제1 음성 신호에 기초하여 진동재를 진동시키는 제1 진동자, 및 제1 진동자와 소정의 간격이 되도록 진동판에 장착되고, 제2 음성 신호에 기초하여 진동재를 진동시키는 제2 진동자를 배치하고, 제1 음성 신호 및 제2 음성 신호의 각각에 대하여, 소정의 신호 처리를 행하는 음성 출력 방법(프로그램)이다.
본 발명의 특징(제1 특징)에서, 진동에 의해 음성을 출력하는 진동재, 진동재에 장착되고, 제1 음성 신호에 기초하여 진동재를 진동시키는 제1 진동자, 및 제1 진동자와 소정의 간격이 되도록 진동판에 장착되고, 제2 음성 신호에 기초하여 진동재를 진동시키는 제2 진동자가 설치되어 있다.
본 발명의 특징(제2 특징)은, 진동에 의해 음성을 출력하는 진동재, 진동재에 장착되고, 제1 음성 신호에 기초하여 진동재를 진동시키는 제1 진동자, 및 제1 진동자와 소정의 간격이 되도록 진동판에 장착되고, 제2 음성 신호에 기초하여 진동재를 진동시키는 제2 진동자를 포함하는 벽으로 구획되어 있는 방이다.
제1 음성 신호 및 제2 음성 신호의 각각에 대하여, 소정의 신호 처리를 행하는 처리 수단을 추가로 포함할 수 있다.
사용자의 위치를 검출하는 검출 수단을 추가로 포함하고, 처리 수단은, 검출한 위치에 기초하여, 제1 음성 신호 및 제2 음성 신호의 각각에 대해, 소정의 신호 처리를 행할 수 있다.
사방이 본 발명에 따른 벽으로 둘러싸여 있는 것으로 할 수 있다.
본 발명의 특징(제2 특징)에서는, 진동에 의해 음성을 출력하는 진동재, 진동재에 장착되고, 제1 음성 신호에 기초하여 진동재를 진동시키는 제1 진동자, 및 제1 진동자와 소정의 간격이 되도록 진동판에 장착되고, 제2 음성 신호에 기초하여 진동재를 진동시키는 제2 진동자로 이루어지는 벽으로 구획되어 있다.
(발명의 효과)
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 특징(제1 특징)에 의하면, 진동재의 넓은 범위의 각각의 부분을 적절히 진동시켜, 각각의 부분으로부터 음성이 출력되도록 할 수 있다.
본 발명의 특징(제2 특징)에 의하면, 진동재에 의한 벽의 넓은 범위의 각각의 부분을 적절히 진동시켜, 각각의 부분으로부터 음성이 출력되도록 할 수 있다.
도 1은, 종래의 칸막이 스피커 장치를 설명하는 도면이다.
도 2는, 칸막이 스피커 장치의 외관을 나타낸 도면이다.
도 3은, 본 발명을 적용한 칸막이 스피커 장치의 일실시예의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 4는, 마이크로폰의 설치 예를 설명하는 도면이다.
도 5는, 본 발명을 적용한 방의 일실시예의 구성을 나타낸 도면이다.
도 6은, 진동재에 설치하는 진동자에 대하여 설명하는 도면이다.
도 7은, 도 6의 진동재를 정면으로부터 본 도면이다.
도 8은, 지연 처리의 상세에 대하여 설명하는 도면이다.
도 9는, 필터 처리의 상세에 대하여 설명하는 도면이다.
도 10은, 필터 처리부의 상세를 설명하는 도면이다.
도 11은, 이득 조정부의 상세에 대하여 설명하는 도면이다.
도 12는, 진동하는 면에 대하여 설명하는 도면이다.
도 13은, 진동하는 면의 범위의 확대에 대하여 설명하는 도면이다.
도 14는, 음성 출력의 처리를 설명하는 플로차트이다.
도 15는, 도 14의 신호 처리의 상세를 설명하는 플로차트이다.
도 16은, 퍼스널 컴퓨터의 구성의 예를 나타낸 블록도이다.
(부호의 설명)
21, 21-1~21-12: 칸막이 스피커 장치 26, 26A~26C, 26-1~26-12: 진동재
27, 27A~27F, 27-1~27-M: 진동자 41, 41-1~41-N: 음성 입력 단자
42, 42-1, 42-2: 신호 처리부 43: 제어부
44: 센서, 51: 신호 선택부,
52: 주 처리부, 53, 53-1~53-M: 지연 처리부
54, 54-1~54-M: 필터 처리부 55, 55-1~55-M: 이득 조정부
71, 71-1~71-6: 마이크로폰, 72, 72-1~72-6: 케이블,
101: 필터 계수 뱅크 111: 이득 계수 뱅크
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시형태에 대하여 설명한다.
도 2는, 칸막이 스피커 장치(21)의 외관을 나타낸 도면이다.
칸막이 스피커 장치(21)는, 스피커의 본래 기능과 함께, 칸막이로서의 기능을 수행하는 본 발명의 음성 출력 장치의 일례이다.
칸막이 스피커 장치(21)는, 진동재(26A~26C) 및 진동자(27A~27F)를 포함하도록 구성되어 있다.
진동재(26A~26C)의 각각은, 예컨대 석고보드, MDF(Medium Density Fiberboard) 등의 목재, 알루미늄 플레이트, 카본, 또는 아크릴 등의 수지, 또는 유리 등의 소재로 이루어진 판형으로 형성된다. 또한, 진동재(26A~26C)의 각각은, 상이한 소재를 조합한(적층시킨) 복합 재료로 형성해도 된다.
또한, 진동재(26A~26C)에는 각각 복수 개의 진동자(도 2에서는 각각 2개의 진동자)가, 예를 들면, 도면 중 옆으로 일렬로 장착되어 있다. 즉, 진동재(26A)에는 진동자(27A) 및 진동자(27B)가, 진동재(26B)에는 진동자(27C) 및 진동자(27D)가, 진동재(26C)에는 진동자(27E) 및 진동자(27F)가, 도면 중 옆으로 일렬로 각각 장착되어 있다.
진동자(27A~27F)의 각각은, 후술하는 신호 처리부로부터 공급되는 음성 신호에 따라, 각각의 진동재(26A~26C)를 진동시켜 진동재(26A~26C)의 각각이 음성을 출력하도록 한다. 즉, 칸막이 스피커 장치(21)는, 음성 신호를 음성으로 변환하는 스피커로서의 기능을 수행한다.
또한, 진동자(27A~27F)의 각각은, 진동재(26A~26C)의 각각의 진동 특성에 따라, 소정의 위치에 탈부착 가능하게 배치된다.
그리고, 도 2의 예에서, 칸막이 스피커 장치(21)는, 3개의 진동재(26A~26C)를 고정시킨 것으로 되어 있지만, 본 발명에서, 진동재의 수는 3개에 한정되지 않고, 하나 또는 복수 개가 탈부착 가능하게 고정될 수 있다. 또한, 칸막이 스피커 장치(21)에서는, 진동재를 자유롭게 분리할 수 있으므로, 사용자가 진동재의 두께를 원하는 두께로 변경하는 것도 가능하다.
또한, 이하의 설명에서, 진동재(26A~26C)를 별개로 구별할 필요가 없는 경우에는, 간단하게 진동재(26)라고 칭하고, 진동자(27A~27F)를 별개로 구별할 필요가 없는 경우에는, 간단하게 진동자(27)라고 칭한다.
도 3은, 본 발명을 적용한 칸막이 스피커 장치(21)의 일실시예의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2에 나타낸 것과 동일한 부분에는, 동일한 부호를 부여하고 있으므로, 그에 대한 설명은 적당히 생략한다.
음성 입력 단자(41-1~41-N)의 각각에는, 예를 들면, 후술하는 마이크로폰이 접속되고, 음성 입력 단자(41-1~41-N)의 각각은, 마이크로폰에 의해 집음된 음성의 음성 신호로서, 마이크로폰으로부터 입력되는 음성 신호를 신호 처리부(42)에 공급한다.
신호 처리부(42)는, 예를 들면, DSP(Digital Signal Processor) 또는 MPU(Micro Processing Unit) 등으로 구성된다. 신호 처리부(42)는, 제어부(43)의 제어의 기초하여, 음성 입력 단자(41-1~41-N)의 각각으로부터 입력되는 음성 신호에 대하여 소정의 처리를 행하고, 이러한 처리에 의해 얻어진 음성 신호를 진동자(27-1~27-M)의 각각에 공급한다.
제어부(43)는, 신호 처리부(42)에 제어 신호를 공급함으로써, 신호 처리부(42)를 제어한다.
또한, 제어부(43)는, 사용자의 시청 위치를 검출하는 센서(44)로부터 공급되는 신호에 따라 제어 신호를 생성하고, 생성한 제어 신호를 신호 처리부(42)에 공급한다.
그리고, 센서(44)는, 예를 들면, 바닥에 설치한 매트 센서, 마이크 어레이, 또는 비디오 카메라 등으로 이루어지고, 음성 신호 또는 영상 신호에 기초하여, 사용자가 시청하고 있는 위치를 검출한다.
진동자(27-1~27-M)의 각각은, 신호 처리부(42)로부터 공급된 음성 신호에 기초하여, 자신이 장착되어 있는 진동재(26)를 진동시킨다. 그 결과, 진동재(26)가 음성을 출력하게 된다.
신호 처리부(42)는, 신호 선택부(51), 주 처리부(52), 지연 처리부(53-1~53-M), 필터 처리부(54-1~54-M), 및 이득 조정부(55-1~55-M)를 포함하도록 구성되어 있다.
신호 선택부(51)는, 제어부(43)로부터의 제어 신호에 기초하여, 음성 입력 단자(41-1~41-N)의 각각으로부터 입력되는 음성 신호를 공급할 진동자(27-1~27-M) 중 어느 하나를 선택하고, 선택된 진동자에 음성 신호가 공급되도록 주 처리부(52) 를 제어한다.
또한, 신호 선택부(51)는, 음성 입력 단자(41-1~41-N)의 각각으로부터 입력되는 음성 신호를 주 처리부(52)에 공급한다.
주 처리부(52)는, 신호 선택부(51)로부터 공급되는 음성 신호에 대하여, 소정의 처리를 수행한다. 주 처리부(52)는, 신호 선택부(51)의 제어에 기초하여, 소정의 처리가 행해진 음성 신호를, 공급 목적지가 되는 진동자에 대한 신호 처리를 행하는 지연 처리부(53-1~53-M) 중 어느 하나에 공급한다.
여기서, 주 처리부(52)가 행하는 소정의 처리로서, 주 처리부(52)는, 예를 들면, 음성 신호의 노이즈를 제거하는 처리 등을 행한다. 또한, 주 처리부(52)는, 신호 선택부(51)의 제어에 기초하여, 소정의 처리를 행하지 않고, 음성 입력 단자(41-1~41-N)의 각각으로부터 입력되는 음성 신호를, 공급 목적지가 되는 진동자에 대한 신호 처리를 행하는 지연 처리부(53-1~53-M) 중 어느 하나에, 그대로 공급하도록 해도 된다.
지연 처리부(53-1)는, 제어부(43)로부터 공급되는 제어 신호에 기초하여, 주 처리부(52)로부터 공급되는 음성 신호에 대하여, 소정의 처리를 행하고, 이러한 처리가 행해진 음성 신호를, 필터 처리부(54-1)에 공급한다.
여기서, 지연 처리부(53-1)가 행하는 소정의 처리로서, 예를 들면, 지연 처리부(53-1)는, 제어부(43)로부터 공급되는, 사용자의 시청 위치에 따른 지연량을 나타내는 제어 신호에 기초하여, 주 처리부(52)로부터 공급되는 음성 신호에 대하여, 소정의 지연량만큼 지연시키는 처리(지연 처리)를 행한다. 지연 처리부(53-1) 는, 지연 처리가 행해진 음성 신호를 필터 처리부(54-1)에 공급한다.
지연 처리부(53-2)는, 지연 처리부(53-1)와 마찬가지로, 제어부(43)로부터 공급되는 제어 신호에 기초하여, 주 처리부(52)로부터 공급되는 음성 신호에 대하여, 음성 신호를 지연시키는 처리를 행하고, 이러한 지연 처리가 행해진 음성 신호를, 필터 처리부(54-2)에 공급한다.
지연 처리부(53-3~53-M)의 각각은, 지연 처리부(53-1)와 마찬가지로, 제어부(43)로부터 공급되는 제어 신호에 기초하여, 주 처리부(52)로부터 공급되는 음성 신호에 대하여, 음성 신호를 지연시키는 처리를 행하고, 이러한 지연 처리가 행해진 음성 신호를, 필터 처리부(54-3~54-M)의 각각에 공급한다.
그리고, 지연 처리부(53-1~53-M)의 각각이 행하는 지연 처리의 상세는 후술한다.
필터 처리부(54-1)는, 제어부(43)로부터 공급되는 제어 신호에 기초하여, 지연 처리부(53-1)로부터 공급되는 음성 신호에 대하여, 소정의 처리를 행하고, 처리가 행해진 음성 신호를 이득 조정부(55-1)에 공급한다.
여기서, 필터 처리부(54-1)가 행하는 소정의 처리로서, 예를 들면, 필터 처리부(54-1)는, 제어부(43)로부터 공급된 제어 신호에 기초하여, 지연 처리부(54-1)로부터 공급되는 음성 신호에 대하여, FIR(Finite Impulse Response: 유한 임펄스 응답) 필터 또는 IIR(Infinite Impulse Response: 무한 임펄스 응답) 필터 등의 필터에 의해, 소정의 주파수 대역의 음성 신호를 통과시키거나 통과시키지 않는 필터 처리를 행한다. 필터 처리부(54-1)는, 필터 처리가 행해진 음성 신호를 이득 조정 부(55-1)에 공급한다.
필터 처리부(54-2)는, 필터 처리부(54-1)와 마찬가지로, 제어부(43)로부터 공급되는 제어 신호에 기초하여, 지연 처리부(53-2)로부터 공급되는 음성 신호에 대하여, 소정의 주파수 대역의 음성 신호를 통과시키거나 통과시키지 않는 필터 처리를 행하고, 필터 처리가 행해진 음성 신호를 이득 조정부(55-2)에 공급한다.
필터 처리부(54-3~54-M)의 각각은, 필터 처리부(54-1)와 마찬가지로, 제어부(43)로부터 공급되는 제어 신호에 기초하여, 지연 처리부(53-3~53-M)의 각각으로부터 공급되는 음성 신호에 대하여, 소정의 주파수 대역의 음성 신호를 통과시키거나 통과시키지 않는 필터 처리를 행하고, 필터 처리가 행해진 음성 신호를 이득 조정부(55-3~55-M)의 각각에 공급한다.
그리고, 필터 처리부(54-1~54-M)의 각각이 행하는 필터 처리의 상세는 후술한다.
이득 조정부(55-1)는, 제어부(43)로부터 공급되는 제어 신호에 기초하여, 필터 처리부(54-1)로부터 공급되는 음성 신호에 대하여, 소정의 처리를 행하고, 처리가 행해진 음성 신호를 진동자(27-1)에 공급한다.
여기서, 이득 조정부(55-1)가 행하는 소정의 처리로서, 예를 들면, 이득 조정부(55-1)는, 제어부(43)로부터 공급되는 제어 신호에 기초하여, 필터 처리부(54-1)로부터 공급되는 음성 신호에 대하여, 입력되는 음성 신호를 기초로 이득을 조정하고, 출력할 음성 신호의 레벨의 범위를 제한하는 이득 조정 처리를 행한다. 이득 조정부(55-1)는, 이득 조정 처리가 행해진 음성 신호를 진동자(27-1)에 제공한 다.
이득 조정부(55-2)는, 이득 조정부(55-1)와 마찬가지로, 제어부(43)로부터 공급되는 제어 신호에 기초하여, 필터 처리부(54-2)로부터 공급되는 음성 신호에 대하여, 출력할 음성 신호 레벨의 범위를 제한하는 이득 조정 처리를 행하고, 이득 조정 처리가 행해진 음성 신호를 진동자(27-2)에 공급한다.
이득 조정부(55-3~55-M)의 각각은, 이득 조정부(55-1)와 마찬가지로, 제어부(43)로부터 공급되는 제어 신호에 기초하여, 필터 처리부(54-3~54-M)의 각각으로부터 공급되는 음성 신호에 대하여, 출력할 음성 신호 레벨의 범위를 제한하는 이득 조정 처리를 행하고, 이득 조정 처리가 행해진 음성 신호를 진동자(27-3~27-M)의 각각에 공급한다.
그리고, 이득 조정부(55-3~55-M)의 각각이 행하는 이득 조정 처리의 상세는 후술한다.
이와 같이, 칸막이 스피커 장치(21)에서는, 신호 처리부(42)가 소정의 신호 처리를 행함으로써, 진동자(27)에 공급하는 음성 신호에 가중치 부여를 행하여, 진동판(26)으로 하여금 음성을 출력하도록 할 수 있다.
그리고, 이하의 설명에서, 지연 처리부(53-1~53-M)를 각각 별개로 구별할 필요가 없는 경우에는, 간단히 지연 처리부(53)라고 칭하고, 필터 처리부(54-1~54-M)를 각각 별개로 구별할 필요가 없는 경우에는, 간단히 필터 처리부(54)라고 칭하며, 이득 조정부(55-1~55-M)를 각각 별개로 구별할 필요가 없는 경우에는, 간단히 이득 조정부(55)라고 칭한다. 또한, 음성 입력 단자(41-1~41-N)를 각각 별개로 구 별할 필요가 없는 경우에는, 간단히 음성 입력 단자(41)라고 칭한다.
또한, 전술한 예에서, 진동자(27-1~27-M)의 각각에 공급되는 음성 신호에 대하여, 지연 처리부(53), 필터 처리부(54), 및 이득 조정부(55)의 각각이 소정의 처리를 행하는 것으로 설명하였으나, 본 발명에서는, 모든 처리를 행할 필요는 없고, 예를 들면 음성 신호에 대하여, 지연 처리부(53)에 의한 지연 처리만을 행하도록 해도 된다.
또한, 전술한 예에서, 설명을 알기 쉽게 하기 위하여, 지연 처리부(53)는 지연 처리부(53-1~53-M)로 나누어 설명하고, 필터 처리부(54)는 필터 처리부(54-1~54-M)로 나누어 설명하고, 이득 조정부(55)는 이득 조정부(55-1~55-M)로 나누어 설명하였으나, 본 발명에서는, 각각을 1개의 처리부[예컨대, 지연 처리부(53), 필터 처리부(54), 또는 이득 조정부(55)]로 해서 처리를 행하도록 해도 된다.
그런데, 신호 처리부(42)에 음성 신호를 입력하는 음성 입력 단자(41)에는, 예를 들면 복수 개의 마이크로폰이 접속되고, 신호 처리부(42)는, 이들 마이크로폰이 집음한 음성의 음성 신호에 대하여, 소정의 신호 처리를 행하게 된다.
도 4는, 마이크로폰을 음성 입력 단자(41)에 접속시킨 경우로서, 마이크로폰의 장착 예를 설명하는 도면이다.
음성 입력 단자(41-1~41-6)의 각각에는, 도 4의 예에서 나타낸 바와 같이, 케이블(72-1~72-6)의 각각을 통하여, 마이크로폰(71-1~71-6)의 각각이 접속되고, 마이크로폰(71-1~71-6)의 각각은, 마이크로폰 스탠드(73)에 의해 고정되어 있다.
마이크로폰(71-1~71-6)의 각각은, 음성을 집음하고, 집음한 음성을 음성 신 호로 변환한다. 마이크로폰(71-1~71-6)의 각각은, 케이블(72-1~72-6)의 각각을 통하여, 변환한 음성 신호를 음성 입력 단자(41-1~41-6)의 각각에 출력한다.
이와 같이, 마이크로폰(71-1~71-6)은, 6개의 방향으로 지향할 수 있어서, 6개의 방향으로부터 집음하고, 집음한 음성의 음성 신호를, 케이블(72-1~72-6)과 음성 입력 단자(41-1~41-6)의 각각을 통하여, 신호 처리부(42)에 입력하게 된다.
그리고, 도 4의 예에서는, 6개의 마이크로폰을 6개의 방향으로 지향되도록 해서 집음하고 있으나, 본 발명에서는, 마이크로폰이 6개로 한정되지 않고, 복수 개의 마이크로폰에 의해 임의의 방향으로부터 집음하도록 해도 된다. 또한, 마이크로폰의 배치로서, 도 4의 예로 나타낸 바와 같이 동심원 상으로 배치할 필요는 없고, 임의의 위치로 배치해도 된다.
또한, 도 4의 예에서는, 마이크로폰(71-1~71-6)의 각각을, 케이블(72-1~72-6)의 각각을 통하여, 음성 입력 단자(41-1~41-6)에 접속시킴으로써, 마이크로폰에 의해 집음되는 음성을 실시간으로 처리하는 것이 가능하게 하고 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 예를 들면 마이크로폰으로부터 녹음한 음성을 기록하고 있는 녹음 장치 등을, 음성 입력 단자(41)에 접속시키는 구성으로 해도 된다.
또한, 이하의 설명에서, 마이크로폰(71-1~71-6)을 각각 별개로 구별할 필요가 없는 경우에는 간단히 마이크로폰(71)이라고 칭하고, 케이블(72-1~72-6)을 각각 별개로 구별할 필요가 없는 경우에는 간단히 케이블(72)이라고 칭한다.
그런데, 본 발명의 칸막이 스피커 장치(21)는, 방의 벽으로 이루어지도록 구성할 수 있다. 즉, 칸막이 스피커 장치(21)를 방의 벽으로 설치함으로써, 벽이, 방을 구획하는 기능을 수행하는 동시에, 음성을 출력할 수 있도록 한다.
도 5는, 본 발명을 적용한 방(81)의 일실시예의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3에 나타낸 것과 동일한 부분에는, 동일한 부호를 부여하고 있으므로, 그 설명은 적당히 생략한다.
방(81)은, 복수 개의 칸막이 스피커 장치(21)가 방의 벽으로 이루어진 구성이며, 본 발명의 방의 일례이다.
즉, 칸막이 스피커 장치(21)가 벽으로서 설치되어 있는 방(81)에서, 벽은, 방을 구획하는 기능을 수행하는 동시에, 음성을 출력할 수 있다. 도 5의 예는, 위에서 본 것이므로, 칸막이 스피커 장치(21-1~21-12)의 각각으로 둘러싸여 있는 공간이 방(81)이 된다.
그리고, 도 5는, 방(81)을 위에서 본 것이므로, 칸막이 스피커 장치(21-1~21-12)의 각각에서, 검은색의 사각이 진동판을 나타내고, 그 진동판에 장착되어 있는 2개의 백색의 사각이 진동자를 나타낸다.
또한, 방(81)은, 칸막이 스피커 장치(21)에 의해 사방이 둘러싸이도록 구성하고 있으며, 12개의 칸막이 스피커 장치(21)가 횡 방향으로 연결되도록 되어 있지만, 실제로는, 도 2의 예에서 나타낸 바와 같이, 종 방향으로도 진동재가 연결될 수 있고, 진동재 및 진동자의 각각의 개수는 임의적이다.
방(81)은, 칸막이 스피커 장치(21-1~21-3), 칸막이 스피커 장치(21-4~21-6), 칸막이 스피커 장치(21-7~21-9), 칸막이 스피커 장치(21-10~21-12)의 4개의 면으로 구성되어 있다. 즉, 방(81)의 사방을 둘러싸는 4개의 면은, 하나의 면당 각각 3개 의 칸막이 스피커 장치(21)에 의해 구성된다.
칸막이 스피커 장치(21-1~21-12)의 각각은, 칸막이 스피커 장치(21)와 마찬가지로, 스피커의 기능과 함께, 칸막이(벽)로서의 기능도 수행한다. 즉, 칸막이 스피커 장치(21-1~21-12)의 각각은, 진동재를 횡 방향으로 늘리거나 진동재의 두께를 조절함으로써, 다양한 음성을 출력할 수 있다.
그리고, 도 5의 예에서, 방(81)은, 4개의 면에 둘러싸여 있는 것으로 설명하였으나, 본 발명에서는, 4개의 면에 한정되지 않고, 하나 이상의 면이 설치되어 있으면 된다. 또한, 하나의 면을 3개의 칸막이 스피커 장치에 의해 구성되는 것으로 설명하였으나, 본 발명에서는, 3개의 칸막이 스피커 장치에 한정되지 않고, 하나의 면에 하나 이상의 칸막이 스피커 장치가 설치되어 있으면 된다.
음성 입력 단자(41-1~41-N)의 각각에는, 예를 들면 마이크로폰(71)이 접속되고, 음성 입력 단자(41-1~41-N)의 각각은, 마이크로폰(71)에 의해 집음된 음성의 음성 신호로서, 마이크로폰(71)으로부터 입력되는 음성 신호를 신호 처리부(42)에 공급한다.
신호 처리부(42)는, 제어부(43)의 제어에 기초하여, 음성 입력 단자(41-1~41-N)의 각각으로부터 입력되는 음성 신호에 대하여, 예를 들면 전술한 지연 처리, 필터 처리, 또는 이득 조정 처리 등의 소정의 처리를 행하고, 이러한 처리에 의해 얻어진 음성 신호를, 칸막이 스피커 장치(21-1~21-12)의 각각에 장착되어 있는 진동자(27-1~27-24)의 각각에 공급한다.
진동자(27-1~27-24)의 각각은, 진동재(26-1~26-12)의 각각의 진동 특성에 따 라 소정의 위치에 배치되어 있고, 신호 처리부(42)로부터 공급되는 음성 신호에 기초하여 진동재(26-1~26-12)의 각각을 진동시킨다.
진동재(26-1~26-12)의 각각은, 진동자(27-1~27-24)의 각각에 의해 진동되어 음성을 출력한다. 즉, 진동재(26-1~26-12)의 각각은, 도 5의 예에 나타낸 바와 같이, 방(81)의 사방을 둘러싸도록 구성되어 있는 경우, 방(81) 전체가 음장(音場)으로 된다.
또한, 제어부(43)는, 센서(44)에 의해 검출된, 방(81) 중에 있는 사용자의 위치에 기초하여, 신호 처리부(42)가 행하는 신호 처리를 제어함으로써, 사용자가 있는 위치에서의 음성이 최적으로 되도록 음장을 제어한다.
이와 같이, 방(81)은, 칸막이 스피커 장치(21-1~21-12)를 연결시켜 방을 구성하고 있기 때문에, 방 전체의 음장을 제어할 수 있다. 또한, 방(81)은, 사용자가 있는 위치를 센서(44)에 의해 검출함으로써, 사용자가 있는 위치에 최적으로 되는 음성을 출력할 수 있다.
예를 들면, 사용자가, 터치 패널 리모콘이나 조이스틱 등을 조작하여, 방(81)의 음장을 회전시키도록 한 경우, 방(81)의 위치에 따라, 진동자 번호, 입력 신호 번호, 지연량, 필터 번호, 또는 이득값 등을 음장 맵으로서 미리 유지하여 둠으로써, 방(81)이, 그 음장 맵에 기초하여, 사용자가 시청하고 있는 위치로 음성을 회전시키는 것이 가능하다.
방(81)의 음장을 회전시키는 방법으로서는, 예를 들면 신호 처리부(42)의 신호 선택부(51)가, 제어부(43)로부터 공급되는 음장 맵의 정보를 포함하는 제어 신 호에 기초하여, 음성 입력 단자(41-1~41-N)의 각각으로부터 입력되는 음성 신호를 공급할 진동자(27-1~27-24) 중 어느 하나를 선택하고, 선택된 진동자에 음성 신호가 공급되도록 제어한다. 그 결과, 방(81)은, 음성 입력 단자(41-1~41-N)의 각각으로부터 입력되는 음성 신호의 수만큼의 회전 각도로 회전할 수 있다.
또한, 지연 처리부(53), 필터 처리부(54), 및 이득 조정부(55)의 각각은, 제어부(43)로부터 공급되는 음장 맵의 정보를 포함하는 제어 신호에 기초하여, 소정의 처리를 행함으로써, 원칙적으로는 회전 각도가 작아지므로, 더 원활한 회전이 가능해진다.
그리고, 이하의 설명에서, 진동자(27-1~27-24)를 별개로 구별할 필요가 없는 경우에는 간단히 진동자(27)라고 칭하고, 진동재(26-1~26-12)를 별개로 구별할 필요가 없는 경우에는 간단히 진동재(26)라고 칭한다.
도 6은, 진동재(26)에 장착하는 진동자(27)에 대하여 설명하는 도면이다.
그리고, 도 2 내지 도 5의 각각에 나타낸 것과 동일한 부분에는, 동일한 부호를 사용하고 있으므로, 그에 대한 설명은 적당히 생략한다. 또한, 도 6의 예에서는, 설명을 알기 쉽게 하기 위하여, 2개의 마이크로폰에 의해 집음한 경우에 대하여 설명한다. 또한, 2개의 마이크로폰에 의해 집음한 음성의 음성 신호를, 신호 처리부(42-1) 및 신호 처리부(42-2)의 각각에 입력하도록 하고 있지만, 신호 처리부(42-1) 및 신호 처리부(42-2)의 각각은, 전술한 신호 처리부(42)와 유사한 처리를 행한다.
신호 처리부(42-1)는, 마이크로폰(71-1)으로부터 입력되는 음성 신호에 대하 여, 소정의 처리를 행하고, 처리가 행해진 음성 신호를, 진동자(27-2) 및 진동자(27-3)의 각각에 공급한다.
신호 처리부(42-2)는, 신호 처리부(42-1)와 마찬가지로, 마이크로폰(71-2)으로부터 입력되는 음성 신호에 대하여, 소정의 처리를 행하고, 처리가 행해진 음성 신호를, 진동자(27-4) 및 진동자(27-5)의 각각에 공급한다.
진동자(27-2~27-5)의 각각은, 진동재(26-1~26-3)의 소정의 위치에 배치되고, 신호 처리부(42-1) 및 신호 처리부(42-2) 중 어느 하나로부터 공급되는 음성 신호에 기초하여, 진동재(26-1~26-3) 중 어느 하나를 진동시킴으로써, 음성이 출력되도록 한다.
즉, 진동재(26-2)에는, 도 6의 예에서 나타낸 바와 같이, 진동자(27-3) 및 진동자(27-4)의 2개의 진동자가 장착되어 있고, 진동자(27-3) 및 진동자(27-4)의 각각은, 진동재(26-2)를 진동시킴으로써, 마이크로폰(71-1) 및 마이크로폰(71-2)의 각각에서 집음된 음성을 출력시킨다.
도 7은, 도 6의 진동재(26-2)를 정면에서 본 도면이다.
진동자(27-3)는, 신호 처리부(42-1)로부터 공급되는 음성 신호 A에 기초하여, 예를 들면 도 7의 진동자(27-3)를 중심으로 한 3겹의 원의 점선으로 나타내는 진동파 a와 같이, 진동재(26-2)를 진동시킴으로써, 진동재(26-2)가 음성을 출력하도록 한다.
또한, 진동자(27-4)는, 신호 처리부(42-2)로부터 공급되는 음성 신호 B에 기초하여, 예를 들면 도 7의 진동자(27-4)를 중심으로 한 3겹의 원의 점선으로 나타 내는 진동파 b와 같이, 진동재(26-2)를 진동시킴으로써, 진동재(26-2)가 음성을 출력하도록 한다.
도 7의 호형의 점선으로 나타내는 합성파 c는, 진동파 a와 진동파 b가, 진동재(26-2) 상에서 합성되는 것에 의해 발생한 파이다. 즉, 합성파 c가 발생하고 있는 위치에는, 진동재(26-2)를 진동시키는 진동자는 설치되어 있지 않지만, 합성파 c는, 진동자(27-3)와 진동자(27-4)가 진동재(26-2)를 진동시킴으로써 발생하는 진동파로부터 만들어지게 된다.
다시 말해서, 합성파 c는, 진동자(27-3)와 진동자(27-4)의 중간이 되는 위치에 진동자가 존재하고, 그 가상적인 진동자가 진동재(26-2)를 진동시킴으로써, 진동재(26-2)에 출력시킨 음파(음성)(이하, 중간 음이라고도 함)로 된다.
이와 같이, 본 발명에서는, 복수 개의 마이크로폰에 의해 집음한 음성을, 공기 중에서 혼합시키는 것이 아니라, 진동판 상의 임의의 위치에서 합성시키는 것으로, 마이크로폰이 설치된 위치에서의 음성과 함께, 마이크로폰 사이에 존재하는 것으로 가정되는 중간 음도 출력시킬 수 있다. 그 결과, 음원이 이산적으로 배치되지 않으며, 그 장소에 있는 것 같은 현장감이 있는 음장을 만들어 낼 수 있다.
그리고, 전술한 예에서는, 1개의 진동재(26-2)에, 2개의 진동자(27-3 및 27-4)가 장착되는 것으로 설명하였으나, 최저 2개 이상의 진동자(27)가 장착되어 있으면 되고, 이들 복수 개의 진동자(27)는, 진동재(26)의 특성에 따라 소정의 위치에 배치된다.
또한, 합성파 c를 발생시키는 위치로서, 신호 처리부(42)가 소정의 처리를 행함으로써, 진동재(26)의 원하는 위치에 합성파 c를 발생시킬 수 있다. 즉, 신호 처리부(42)는, 소정의 처리가 행해진 음성 신호를 진동자(27)에 공급하여, 물리적으로 진동재(26)로 하여금 음성을 출력하도록 해서, 원하는 위치에 합성파 c를 발생시킴으로써, 원하는 위치로부터 중간 음을 출력시키는 것이 가능해진다.
도 8의 예에서 나타낸 바와 같이, 진동재(26-2) 상에서, 진동자(27-3)로부터 거리 L1만큼 도면 중 우측으로 이격되어 있으며, 진동자(27-4)로부터 거리 L2만큼 도면 중 좌측으로 이격되어 있는 위치(91)로부터 합성파 c를 발생시키고 싶은 경우, 신호 처리부(42)의 지연 처리부(53), 필터 처리부(54), 및 이득 조정부(55)의 각각은, 마이크로폰(71)이 집음한 음성의 음성 신호에 대하여, 소정의 신호 처리를 행한다.
지연 처리부(53)는, 제어부(43)로부터 공급된 지연량을 나타내는 제어 신호에 기초하여, 마이크로폰(71)에 의해 집음된 음성의 음성 신호에 대하여 지연 처리를 행한다.
여기서, 제어부(43)로부터 공급되는 지연량을 나타내는 제어 신호로서, 예를 들면 진동자(27-3)에 대한 지연량을 지연량 D1로 하고, 진동자(27-4)에 대한 지연량을 지연량 D2로 한 경우, 지연량 D1 및 지연량 D2의 각각은, 아래의 식 1 및 식 2의 각각으로부터 산출된다.
[식 1]
D1 = (L2-L1)/2×v+α
[식 2]
D2 = (L1-L2)/2×v+α
여기서, v는 진동재(26)의 전달 속도를 나타내고, α는 복수 개의 진동재(26)를 설치한 경우에 지연량을 조정하는 값(조정량)을 나타낸다. 그리고, 전달 속도 v는, 진동재(26)의 재질에 따라 달라지므로, 재질마다 값을 바꿀 필요가 있다. 또한, 조정량 α는, 복수 개의 진동재(26)를 설치한 경우, 예를 들면 사용자의 위치에 따라 진동재(26) 사이에서 지연량을 조정하는 값으로 된다.
즉, 제어부(43)로부터 공급되는 제어 신호에는, 지연량 D1 및 지연량 D2를 나타내는 정보가 포함되어 있고, 지연 처리부(53)는, 이들 지연량 D1 및 지연량 D2에 기초하여, 마이크로폰(71)이 집음한 음성 신호에 대하여 지연 처리를 행한다.
필터 처리부(54)는, 제어부(43)로부터 공급된 제어 신호에 기초하여, 마이크로폰(71)에 의해 집음된 음성의 음성 신호에 대하여, FIR 필터나 IIR 필터 등의 필터에 의해, 소정의 주파수 대역의 음성 신호를 통과시키거나 통과시키지 않는 필터 처리를 행한다.
도 9의 예에서 나타낸 바와 같이, 진동재(26)를 수직 방향으로 2열로 배치한 경우(도 9에서는 가로 2 × 세로 2), 필터 처리부(54)는, 높은 위치에 설치된 진동재(26-1) 및 진동재(26-3)의 각각으로부터는 높은 주파수의 음성(높은 음)이 출력되도록 하고, 낮은 위치에 설치된 진동재(26-2) 및 진동재(26-4)의 각각으로부터는 낮은 주파수의 음성(낮은 음)이 출력되도록 한다.
그리고, 도 9의 예에서는, 설명을 알기 쉽게 하기 위하여, 세로 2×가로 2로 배치한 4개의 진동재를 진동재(26-1~26-4)라고 하고, 이들 4개의 진동재의 각각 장 착된 4개의 진동자를 진동자(27-1~27-4)라고 하여 설명한다.
도 10은, 필터 처리부(54)의 상세를 설명하는 도면이다.
그리고, 도 3에 나타낸 것과 동일한 부분에는, 동일한 부호를 부여하고 있으므로, 그 설명은 적당히 생략한다.
필터 처리부(54)는, 제어부(43)로부터 공급된 제어 신호에 기초하여, 필터 계수 뱅크(101)로부터, 예를 들면 고역 통과 필터(HPF: High Pass Filter), 저역 통과 필터(LPF: Low Pass Filter), 또는 대역 통과 필터(BPF: Band Pass Filter) 등의 필터 계수를 취득한다. 필터 처리부(54)는, 마이크로폰(71)에 의해 집음된 음성의 음성 신호에 대하여, 필터 계수 뱅크(101)로부터 취득한 필터 계수에 따른 필터 처리를 행한다.
즉, 필터 처리부(54-1)는, 제어부(43)로부터 공급된 제어 신호에 기초하여, 마이크로폰(71)에 의해 집음된 음성의 음성 신호 C에 대하여, 필터 계수 뱅크(101)로부터 취득한 계수인 고역 통과 필터에 의해, 차단 주파수 이상의 주파수의 음성 신호 C만을 통과시키고, 차단 주파수 이하의 주파수의 음성 신호 C를 감쇠시키는 것으로, 필터 처리가 행해진 음성 신호 CHPF를[이득 조정부(55-1)를 통하여], 진동자(27-1)에 공급한다. 그리고, 진동자(27-1)는, 필터 처리부(54-1)로부터 공급된 음성 신호 CHPF에 기초하여, 진동재(26-1)를 진동시킴으로써, 높은 주파수의 음성이 출력되도록 한다.
또한, 필터 처리부(54-2)는, 제어부(43)로부터 공급된 제어 신호에 기초하 여, 마이크로폰(71)에 의해 집음된 음성의 음성 신호 C에 대하여, 필터 계수 뱅크(101)로부터 취득한 계수인 저역 통과 필터에 의해, 차단 주파수 이하의 주파수의 음성 신호 C만을 통과시키고, 차단 주파수 이상의 주파수의 음성 신호 C를 감쇠시키는 것으로, 필터 처리가 행해진 음성 신호 CLPF를[이득 조정부(55-2)를 통하여], 진동자(27-2)에 공급한다. 그리고, 진동자(27-2)는, 필터 처리부(54-2)로부터 공급된 음성 신호 CLPF에 기초하여, 진동재(26-2)를 진동시킴으로써, 낮은 주파수의 음성을 출력시킨다.
또한, 필터 처리부(54-3)는, 필터 처리부(54-1)와 마찬가지로, 제어부(43)로부터 공급된 제어 신호에 기초하여, 마이크로폰(71)에 의해 집음된 음성의 음성 신호 D에 대하여, 필터 계수 뱅크(101)로부터 취득한 계수인 고역 통과 필터에 의해 필터 처리를 행하고, 필터 처리가 행해진 음성 신호 DHPF를[이득 조정부(55-3)를 통하여], 진동자(27-3)에 공급한다. 그리고, 진동자(27-3)는, 필터 처리부(54-3)로부터 공급된 음성 신호 DHPF에 기초하여, 진동재(26-3)를 진동시켜서, 높은 주파수의 음성이 출력되도록 한다.
또한, 필터 처리부(54-4)는, 필터 처리부(54-2)와 마찬가지로, 제어부(43)로부터 공급된 제어 신호에 기초하여, 마이크로폰(71)에 의해 집음된 음성의 음성 신호 D에 대하여, 필터 계수 뱅크(101)로부터 취득한 계수인 저역 통과 필터에 의해 필터 처리를 행하고, 필터 처리가 행해진 음성 신호 DLPF를[이득 조정부(55-4)를 통 하여], 진동자(27-4)에 공급한다. 그리고, 진동자(27-4)는, 필터 처리부(54-4)로부터 공급된 음성 신호 DLPF에 기초하여, 진동재(26-4)를 진동시켜서, 낮은 주파수의 음성이 출력되도록 한다.
즉, 복수 개의 진동재(26)를 이용하는 경우, 각각의 진동재(26)의 두께나 재질, 진동자(27)을 장착하는 위치에 따라, 진동재(26)의 특성이 달라지므로, 필터 처리부(54)는, 각각의 진동재(26)에서 최적으로 되는 대역(예를 들면, 음량이 가장 크게 나오는 대역이나, 주파수 특성이 가장 평탄하게 되는 대역 등)을 가지도록, 음성 신호에 대하여, 소정의 필터 처리를 행하고, 각각의 진동재(26)에 입력되는 주파수의 대역을 제한한다.
도 11은, 이득 조정부(55)의 상세에 대하여 설명하는 도면이다.
그리고, 도 3에 나타낸 것과 동일한 부분에는, 동일한 부호를 부여하고 있으므로, 그 설명은 적당히 생략한다.
이득 조정부(55)는, 제어부(43)로부터 공급된 제어 신호에 기초하여, 이득 계수 뱅크(111)로부터 이득 계수를 취득한다. 이득 조정부(55)는, 마이크로폰(71)에 의해 집음된 음성의 음성 신호에 대하여, 이득 계수 뱅크(111)로부터 취득한 이득 계수에 따른 이득 조정 처리를 행한다.
여기서, 이득 계수에는, 예를 들면 선형으로 변화하는 계수, 대수로 변화하는 계수, 또는 사용자의 청각 특성에 맞추어 비선형으로 변화하는 계수 등이 있고, 이득 조정부(55)는, 이들 계수에 의해, 입력되는 음성 신호에 대하여, 이득을 조정 함으로써 출력할 음성 신호의 레벨의 범위를 제한하고, 이득 조정 처리가 행해진 음성 신호를 진동자(27)에 공급한다. 그리고, 진동자(27)는, 이득 조정부(55)로부터 공급되는 이득이 조정된 음성 신호에 기초하여, 진동재(26)를 진동시켜서, 음성이 출력되도록 한다.
즉, 진동재(26)는, 그 재질에 의해 진동재 내부의 진동의 감쇠 비율이 달라지므로, 도 8의 예에 나타낸 바와 같이, 특정의 위치인 위치(91)의 진동을 최대로 하고, 그 위치(91)에 음성 신호 A와 음성 신호 B의 중간 음을 만드는 경우, 재질의 감쇠 비율에 따라 이득을 조정하는 것으로 된다.
그런데, 진동재(26)에는, 복수 개의 진동자(27)를 원하는 위치에 장착할 수 있으므로, 도 12의 예에서 나타낸 바와 같이, 진동재(26) 상에 진동자(27-1~27-4)의 각각을 장착하는 경우, 신호 처리부(42)는, 전술한 지연 처리, 필터 처리, 또는 이득 조정 처리 등을 행함으로써, 진동재(26) 상의 임의의 위치를 중심으로 한, 도면 중의 사선으로 나타내는 면(121)으로부터 복수 개의 음성 신호의 중간 음을 출력하도록 제어할 수 있다.
즉, 신호 처리부(42)는, 예를 들면, 마이크로폰(71-1~71-4)의 각각으로부터 입력된 음성 신호 E 내지 H의 각각에 대하여, 지연 처리, 필터 처리, 또는 이득 조정 처리 등의 소정의 처리를 행하고, 처리를 행한 음성 신호 E 내지 H의 각각을 진동자(27-1~27-4)의 각각에 공급한다.
진동자(27-1~27-4)의 각각은, 신호 처리부(42)로부터 공급되는 음성 신호 E 내지 H의 각각에 따라, 진동재(26)를 진동시킴으로써, 면(121)으로부터 중간 음이 출력되도록 한다.
또한, 이 경우, 진동자(27-1~27-4)의 각각은, 진동재(26)의 끝에 장착하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 진동자(27-1) 및 진동자(27-2)의 각각은, 도 13의 예에서 나타낸 바와 같이, 진동자(27-1)를 진동재(26)의 도면 중 좌측 끝에 장착하고, 진동자(27-2)를 진동자(26)의 도면 중 우측 끝에 장착함으로써, 도 12의 면(121)의 범위를 확대할 수 있다.
그리고, 진동자(27-3) 및 진동자(27-4)의 각각에서도, 진동재(26)의 끝에 장착함으로써, 진동재(26) 상의 임의의 위치를 중심으로 하는 면(121)의 범위를 확대할 수 있다.
이와 같이, 진동재(26) 상의 임의의 위치를 중심으로 하는 면(121)으로부터, 복수 개의 신호원(예를 들면, 음성 신호 E 내지 H)의 중간 음이 출력되도록 제어함으로써, 전술한 음장의 회전을 더 원활하게 행하는 것이 가능해진다.
다음에, 도 14의 플로차트를 참조하여, 칸막이 스피커 장치(21)가 행하는, 음성 출력의 처리에 대하여 설명한다.
단계 S11에서, 마이크로폰(71)은, 음성을 집음하고, 집음한 음성을 음성 신호로 변환한다. 마이크로폰(71)은, 케이블(72)을 통하여, 변환한 음성 신호를 음성 입력 단자(41)에 출력함으로써, 음성 신호를 신호 처리부(42)에 공급한다.
예를 들면, 단계 S11에서, 동심원 상에 배치된 6개의 마이크로폰(71-1~71-6)(도 4)은, 각각 음성을 집음하고, 집음한 음성을 음성 신호로 변환하며, 변환한 음성 신호를, 케이블(72) 및 음성 입력 단자(41)를 통하여, 신호 처리부(42)에 공 급한다.
단계 S12에서, 신호 처리부(42)는, 제어부(43)의 제어에 기초하여, 마이크로폰(71)이 집음한 음성의 음성 신호로서, 음성 입력 단자(41)로부터 입력되는 음성 신호에, 소정의 처리를 행하고, 이러한 처리에 의해 얻어진 음성 신호를 진동자(26)에 공급한다.
예를 들면, 단계 S12에서, 신호 처리부(42)는, 제어부(43)의 제어에 기초하여, 마이크로폰(71-1~71-6)의 각각으로부터 공급되는 음성 신호에 대하여, 지연 처리, 필터 처리, 또는 이득 조정 처리 등의 처리를 행하고, 신호 처리가 행해진 음성 신호 중, 마이크로폰(71-1)에 의해 집음된 음성의 음성 신호를 진동자(27-1)에 공급한다. 또한, 마찬가지로, 신호 처리부(42)는, 제어부(43)의 제어에 기초하여, 마이크로폰(71-2~71-6)의 각각에 의해 집음된 음성 신호로서, 신호 처리가 행해진 음성 신호를, 진동자(27-2~27-6)의 각각에 공급한다.
즉, 도 5의 예에서 나타낸 바와 같이, 칸막이 스피커 장치(21-1)가, 진동판(26-1)과 진동자(27-1) 및 진동자(27-2)로 구성되고, 칸막이 스피커 장치(21-2)가, 진동판(26-2)과 진동자(27-3) 및 진동자(27-4)로 구성되며, 칸막이 스피커 장치(21-3)가, 진동판(26-3)과 진동자(27-5) 및 진동자(27-6)로 구성되어 있는 경우, 신호 처리부(42)는, 마이크로폰(71-1~71-6)의 각각이 집음한 음성 신호로서, 신호 처리가 행해진 음성 신호를, 진동판(26-1~26-3)의 각각에 장착된, 진동자(27-1~27-6)의 각각에 공급한다. 신호 처리의 상세한 것에 대해서는 후술한다.
단계 S13에서, 진동자(27)는, 신호 처리부(42)로부터 공급되는 음성 신호에 기초하여, 진동재(26)를 진동시킨다.
예를 들면, 단계 S13에서, 진동자(27-1)는, 마이크로폰(71-1)이 집음한 음성의 음성 신호로서, 신호 처리부(42)로부터 공급되는 음성 신호에 기초하여, 진동재(26-1)를 진동시킨다. 또한, 마찬가지로, 진동자(27-2~27-6)의 각각은, 마이크로폰(71-2~71-6)의 각각이 집음한 음성의 음성 신호로서, 신호 처리부(42)로부터 공급되는 음성 신호에 기초하여, 각각이 장착되어 있는 진동재(26-1~26-3)의 각각을 진동시킨다.
단계 S14에서, 진동재(26)는, 진동자(27)에 의해 진동되는 것에 의해 음성을 출력하고, 처리는 종료한다.
예를 들면, 단계 S14에서, 진동재(26-1)는, 진동자(27-1) 및 진동자(27-2)의 각각에 의해 진동되는 것에 의해, 마이크로폰(71-1) 및 마이크로폰(71-2)의 각각이 집음한 음성을 출력한다.
이 경우, 진동재(26-1)는, 진동자(27-1)가 마이크로폰(71-1)에서 집음된 음성 신호에 의해 진동하고, 진동자(27-2)가 마이크로폰(71-2)에서 집음된 음성 신호에 의해 진동하므로, 전술한 바와 같이, 이들 진동이 진동판(26-1) 상에서 합성함으로써, 중간 음을 발생시킨다. 즉, 이 중간 음은, 마이크로폰에서 직접 집음하고 있지 않지만, 마이크로폰(71-1)과 마이크로폰(71-2) 사이에서 집음되는 것으로 가정되는 음성이 된다.
또한, 예컨대, 진동재(26-2)는, 진동재(26-1)와 마찬가지로, 진동자(27-3) 및 진동자(27-4)의 각각에 의해 진동되어, 마이크로폰(71-3) 및 마이크로폰(71-4) 의 각각이 집음한 음성을 출력한다.
이 경우, 진동재(26-2)는, 진동재(26-1)와 마찬가지로, 진동자(27-3)의 마이크로폰(71-3)으로부터의 음성 신호에 의한 진동과, 진동자(27-4)의 마이크로폰(71-4)으로부터의 음성 신호에 의한 진동이, 진동재(26-2) 상에서 합성함으로써, 마이크로폰(71-3)과 마이크로폰(71-4) 사이에서 집음되는 것으로 가정되는 중간 음을 발생시키게 된다.
또한, 예컨대, 진동재(26-3)는, 진동재(26-1)와 마찬가지로, 진동자(27-5) 및 진동자(27-6)의 각각에 의해 진동되어, 마이크로폰(71-5) 및 마이크로폰(71-6)의 각각이 집음한 음성을 출력한다.
이 경우, 진동재(26-3)는, 진동재(26-1)와 마찬가지로, 진동자(27-5)의 마이크로폰(71-5)으로부터의 음성 신호에 의한 진동과, 진동자(27-6)의 마이크로폰(71-6)으로부터의 음성 신호에 의한 진동이, 진동재(26-3) 상에서 합성함으로써, 마이크로폰(71-5)과 마이크로폰(71-6) 사이에서 집음되는 것으로 가정되는 중간 음을 발생시킨다.
이와 같이, 칸막이 스피커 장치(21-1~21-3)의 각각은, 마이크로폰(71-1~71-6)의 각각에 의해 집음된 음성은 물론, 각 마이크로폰의 사이에서 집음된 것으로 가정되는 음성(중간 음)도 출력하는 것이 가능해진다. 그 결과, 본 발명에서는, 마이크로폰 등의 음원이 이산적으로 배치되어 있지 않게 되어, 그 장소에 있는 것 같은 현장감이 있는 음장을 만들 수 있다.
그리고, 도 14의 예에서는, 설명을 알기 쉽게 하기 위하여, 마이크로폰(71- 1~71-6)의 각각에 의해 집음된 음성의 음성 신호를, 진동자(27-1~27-6)에 공급하는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 예를 들면 마이크로폰(71-1~71-6)의 각각에 의해 집음된 음성의 음성 신호를, 도 5의 진동자(27-1~27-24)의 각각에 공급하도록 하여, 동심원 상에 배치된 마이크로폰과 대응시키도록 해도 된다.
다음에, 도 14의 단계 S12의 신호 처리의 상세에 대하여, 도 15의 플로차트를 참조하여 설명한다.
단계 S21에서, 신호 선택부(51)는, 제어부(43)로부터의 제어 신호에 기초하여, 음성 입력 단자(41)로부터 입력되는 음성 신호를 공급할 진동자(27)를 선택하고, 선택된 진동자(27)에 음성 신호가 공급되도록, 주 처리부(52)를 제어한다.
예를 들면, 단계 S21에서, 신호 선택부(51)는, 제어부(43)로부터의 제어 신호에 기초하여, 음성 입력 단자(41-1~41-6)의 각각으로부터 입력되는 음성 신호를 공급할 진동자(27-1~27-6)의 각각을 선택하고, 마이크로폰(71-1~71-6)의 각각이 집음한 음성의 음성 신호가, 선택된 진동자(27-1~27-6)의 각각에 공급되도록, 주 처리부(52)를 제어한다.
단계 S22에서, 주 처리부(52)는, 신호 선택부(51)로부터 공급되는 음성 신호에 대하여, 예를 들면 음성 신호의 노이즈를 제거하는 처리 등의 소정의 처리를 행한다. 주 처리부(52)는, 신호 선택부(51)의 제어에 기초하여, 소정의 처리가 행해진 음성 신호를, 공급할 진동자에 대한 신호 처리를 행하는 지연 처리부(53)에 공급한다.
예를 들면, 단계 S22에서, 주 처리부(52)는, 신호 선택부(51)로부터 공급되는, 마이크로폰(71-1~71-6)의 각각이 집음한 음성의 음성 신호에 대하여, 노이즈를 제거하는 처리를 행하고, 이러한 처리가 행해진 음성 신호를, 지연 처리부(53-1~53-6)의 각각에 공급한다.
단계 S23에서, 지연 처리부(53)는, 제어부(43)로부터 공급되는 제어 신호에 기초하여, 주 처리부(52)로부터 공급되는 음성 신호에 대하여, 음성 신호를 지연시키는 처리를 행하고, 지연 처리가 행해진 음성 신호를 필터 처리부(54)에 공급한다.
예를 들면, 단계 S23에서, 지연 처리부(53-1~53-6)의 각각은, 제어부(43)로부터 공급되는 제어 신호에 기초하여, 주 처리부(52)로부터 공급되는, 마이크로폰(71-1~71-6)의 각각이 집음한 음성의 음성 신호에 대하여 지연 처리를 행하고, 지연 처리가 행해진 음성 신호를, 필터 처리부(54-1~54-6)의 각각에 공급한다.
단계 S24에서, 필터 처리부(54)는, 제어부(43)로부터 공급되는 제어 신호에 기초하여, 지연 처리부(53)로부터 공급되는 음성 신호에 대하여, 소정의 주파수 대역의 음성 신호를 통과시키거나 통과시키지 않는 필터 처리를 행하고, 필터 처리가 행해진 음성 신호를 이득 조정부(55)에 공급한다.
예를 들면, 단계 S24에서, 필터 처리부(54-1~54-6)의 각각은, 제어부(43)로부터 공급되는 제어 신호에 기초하여, 지연 처리부(53-1~53-6)의 각각으로부터 공급되는 음성 신호에 대하여 필터 처리를 행하고, 필터 처리가 행해진 음성 신호를 이득 조정부(55-1~55-6)의 각각에 공급한다.
단계 S25에서, 이득 조정부(55)는, 제어부(43)로부터 공급된 제어 신호에 기초하여, 필터 처리부(54)로부터 공급되는 음성 신호에 대하여, 출력할 음성 신호 레벨의 범위를 제한하는 이득 조정 처리를 행하고, 이득 조정 처리가 행해진 음성 신호를 진동자(27)에 공급하며, 처리를 도 14의 단계 S12의 처리로 되돌려, 단계 S13 이후의 처리가 실행되도록 한다.
예를 들면, 단계 S25에서, 이득 조정부(55-1~55-6)의 각각은, 제어부(43)로부터 공급된 제어 신호에 기초하여, 필터 처리부(54-1~54-6)의 각각으로부터 공급되는 음성 신호에 대하여 이득 조정 처리를 행하고, 이득 조정 처리가 행해진 음성 신호를 진동자(27-1~27-6)의 각각에 공급한다.
이와 같이, 신호 처리부(42)는, 진동자(27)에 공급되는 음성 신호마다 상이한 신호 처리를 행할 수 있으므로, 중간 음을 발생시키기 위해 보다 적합한 음성 신호를 진동자(27)에 공급할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 의하면, 진동재의 넓은 범위의 각각의 부분을 적절히 진동시켜, 각각의 부분으로부터 음성이 출력되도록 할 수 있다. 그 결과, 더 현장감이 있는 음성을 출력할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 2개 이상의 마이크로폰으로 집음한 음성을, 공기 중에서 혼합하는 것이 아니라, 진동재 상에서 합성시킴으로써, 집음한 위치에서의 음성과 함께, 마이크로폰 사이에 존재하는 것으로 가정되는 음성도 출력시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 방의 벽을 칸막이 스피커 장치에 의해 연결하여 구성한 경우, 사용자의 시청하고 있는 위치를 센서에 의해 검출함으로써, 사용자의 시청 위치와 상관없이 현장감이 있는 음장을 만들 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 방의 벽을 칸막이 스피커 장치로 둘러싸서 음성을 진동판 상에서 합성시킴으로써, 소위 스위트 스폿을 확장시킬 수 있는 것과 동시에, 도중 누락을 방지하는 것도 가능하다.
전술한 일련의 처리는, 하드웨어에 의해 실행시킬 수도 있지만, 소프트웨어에 의해 실행시키는 것도 가능하다. 일련의 처리를 소프트웨어에 의해 실행시키는 경우에는, 그 소프트웨어를 구성하는 프로그램이, 전용의 하드웨어에 내장되어 있는 컴퓨터, 또는 각종의 프로그램을 인스톨함으로써, 각종의 기능을 실행하는 것이 가능한, 예컨대 범용의 퍼스널 컴퓨터 등에, 기록 매체로부터 인스톨된다.
도 16은, 범용의 퍼스널 컴퓨터(201)의 내부의 구성 예를 나타낸 도면이다. CPU(Central Processing Unit)(211)는, ROM(Read Only Memory)(212)에 기억되어 있는 프로그램, 또는 기록부(218)로부터 RAM(Random Access Memory)(213)에 로드된 프로그램에 따라 각종의 처리를 실행한다. RAM(213)에는 또한, CPU(211)가 각종의 처리를 실행하는데에 필요한 데이터 등도 적당히 기억된다.
CPU(211), ROM(212), 및 RAM(213)은, 버스(214)를 통하여 서로 접속되어 있다. 이 버스(214)에는 또한, 입출력 인터페이스(215)도 접속되어 있다.
입출력 인터페이스(215)에는, 버튼, 스위치, 키보드 또는 마우스 등으로 구성되는 입력부(216)와, CRT(Cathode Ray Tube), LCD(Liquid Crystal Display) 등의 디스플레이 및 스피커 등으로 구성되는 출력부(217)와, 하드디스크 등으로 구성되는 기록부(218)와, 모뎀이나 터미널 어댑터 등으로 구성되는 통신부(219)가 접속되 어 있다. 통신부(219)는, 인터넷을 포함하는 네트워크를 통하여 통신 처리를 행한다.
입출력 인터페이스(215)에는 또한, 필요에 따라 드라이브(220)가 접속되고, 자기 디스크, 광디스크, 광자기 디스크, 또는 반도체 메모리 등으로 이루어지는 착탈가능 매체(211)가 적당히 장착되고, 이러한 매체로부터 판독된 컴퓨터 프로그램이, 기록부(218)에 인스톨된다.
컴퓨터에 인스톨되고 컴퓨터에 의해 실행 가능한 상태로 되는 프로그램을 기록하는 기록 매체는, 도 16에 나타낸 바와 같이, 장치 본체와는 별도로, 사용자에게 프로그램을 제공하기 위해 배포되는, 프로그램이 기록되어 있는 자기 디스크(플렉시블 디스크를 포함), 광디스크[CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory), DVD(Digital Versatile Disc)를 포함], 광자기 디스크[MD(Mini-Disc)(등록상표)를 포함], 또는 반도체 메모리 등으로 이루어지는 착탈 가능 매체(211)에 의해 구성될 뿐만 아니라, 장치 본체에 미리 내장된 상태로 사용자에 제공되는, 프로그램이 기록되어 있는 ROM(212) 또는 기록부(218)에 포함되는 하드 디스크 등으로 구성된다.
또한, 전술한 일련의 처리를 실행시키는 프로그램은, 필요에 따라 라우터, 모뎀 등의 인터페이스를 통하여, 로컬 영역 네트워크(LAN), 인터넷, 디지털 위성 방송이라고 하는, 유선 또는 무선의 통신 매체를 통하여 컴퓨터에 인스톨되도록 해도 된다.
그리고, 본 명세서에서, 기록 매체에 저장되는 프로그램을 기술하는 단계는, 기재된 순서에 따라 시계열적으로 행해지는 처리는 물론, 반드시 시계열적으로 처 리되지 않아도, 병렬적 또는 개별적으로 실행되는 처리도 포함하는 것이다.
또한, 본 발명의 실시 형태는, 전술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 각종의 변경이 가능하다.

Claims (11)

  1. 제1 음성 신호 및 제2 음성 신호의 각각을 음성으로 변환하여 출력하는 음성 출력 장치로서,
    진동에 의해 상기 음성을 출력하는 진동재;
    상기 진동재에 장착되고, 상기 제1 음성 신호에 기초하여, 상기 진동재를 진동시키는 제1 진동자;
    상기 제1 진동자와 소정의 간격이 되도록 진동판에 장착되고, 상기 제2 음성 신호에 기초하여, 상기 진동재를 진동시키는 제2 진동자
    를 포함하는, 음성 출력 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 음성 신호 및 상기 제2 음성 신호의 각각에 대하여, 소정의 신호 처리를 행하는 처리 수단을 더 포함하는, 음성 출력 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 처리 수단은, 상기 제1 음성 신호 및 상기 제2 음성 신호의 각각을 지연시키는 지연 처리 수단을 포함하는, 음성 출력 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 처리 수단은, 상기 제1 음성 신호 및 상기 제2 음성 신호의 각각의 성분 중에서 소정의 주파수 대역 성분을 통과시키는 필터 처리 수단을 포함하는, 음성 출력 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 처리 수단은, 상기 제1 음성 신호 및 상기 제2 음성 신호의 각각의 이득을 조정하는 이득 조정 처리 수단을 포함하는, 음성 출력 장치.
  6. 제1 음성 신호 및 제2 음성 신호의 각각을 음성으로 변환하여 출력하는 음성 출력 장치의 음성 출력 방법으로서,
    진동에 의해 상기 음성을 출력하는 진동재;
    상기 진동재에 장착되고, 상기 제1 음성 신호에 기초하여, 상기 진동재를 진동시키는 제1 진동자; 및
    상기 제1 진동자와 소정의 간격이 되도록 진동판에 장착되고, 상기 제2 음성 신호에 기초하여, 상기 진동재를 진동시키는 제2 진동자
    를 배치하고,
    상기 제1 음성 신호 및 상기 제2 음성 신호의 각각에 대하여, 소정의 신호 처리를 행하는, 음성 출력 방법.
  7. 제1 음성 신호 및 제2 음성 신호의 각각을 음성으로 변환하여 출력하는 음성출력 장치의 컴퓨터로 하여금 음성 출력 처리를 행하도록 하는 프로그램이 기록된, 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체로서,
    진동에 의해 상기 음성을 출력하는 진동재;
    상기 진동재에 장착되고, 상기 제1 음성 신호에 기초하여, 상기 진동재를 진동시키는 제1 진동자; 및
    상기 제1 진동자와 소정의 간격이 되도록 진동판에 장착되고, 상기 제2 음성 신호에 기초하여, 상기 진동재를 진동시키는 제2 진동자
    를 배치하고,
    상기 제1 음성 신호 및 상기 제2 음성 신호의 각각에 대하여, 소정의 신호 처리를 행하는 프로그램이 기록된, 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
  8. 벽으로 구획되어 있는 방으로서,
    상기 벽은,
    진동에 의해 음성을 출력하는 진동재;
    상기 진동재에 장착되고, 제1 음성 신호에 기초하여, 상기 진동재를 진동시키는 제1 진동자;
    상기 제1 진동자와 소정의 간격이 되도록 진동판에 장착되고, 제2 음성 신호에 기초하여, 상기 진동재를 진동시키는 제2 진동자
    를 포함하여 이루어지는, 벽으로 구획되어 있는 방.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 음성 신호 및 상기 제2 음성 신호의 각각에 대하여, 소정의 신호 처리를 행하는 처리 수단을 더 포함하는, 벽으로 구획되어 있는 방.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 벽으로 구획되어 있는 방은, 사용자의 위치를 검출하는 검출 수단을 더 포함하며,
    상기 처리 수단은, 검출한 상기 위치에 기초하여, 상기 제1 음성 신호 및 상기 제2 음성 신호의 각각에 대하여, 소정의 신호 처리를 행하는, 벽으로 구획되어 있는 방
  11. 제8항에 있어서,
    상기 방은, 사방이 상기 벽으로 둘러싸여 있는, 벽으로 구획되어 있는 방.
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