WO2024057821A1 - 表示装置および信号処理方法 - Google Patents

Abstract

表示装置は、液晶パネルを含む表示部と、前記液晶パネル表面の逆側に接着され、当該液晶パネルを振動させるよう駆動する加振器と、前記液晶パネルに関する情報に基づく所定周波数を超えた範囲で前記加振器を駆動させることで、当該液晶パネルから音声を出力するよう制御する出力制御部と、を備える。

Description

表示装置および信号処理方法

　本開示は、フラットパネルスピーカとして機能する表示装置および信号処理方法に関する。

　テレビ等の表示装置において、フラットパネルと、フラットパネルを振動させる加振器により構成されるフラットパネルスピーカが提案されている。フラットパネルスピーカは、加振器によりフラットパネルに振動を発生させることで、パネルから音声を出力する。

　例えば、液晶ディスプレイの導光板として用いることができるガラス構成体を振動させることで、当該ガラス構成体をスピーカ又はマイクロフォンの振動板として機能させる技術が知られている。

国際公開第２０１８／１８１６２２号

　従来技術によれば、導光板を良好な音響性能を有するスピーカとして活用することができる。

　しかしながら、従来技術は導光板を振動させるのみであり、空間的に離れた位置に存在する液晶セルを振動させるものではない。すなわち、従来技術では、音の伝達区間に空気層を挟むことから液晶パネル側への音響出力が減衰し、液晶セル側に所在する視聴者に対して充分な音を出力できなくなるおそれがある。

　しかしながら、液晶パネル自体を加振器によって振動させようとすると、その加振力によって液晶が波打ってしまい、画面表示に影響を与える可能性がある。このため、液晶パネルの加振に関して、充分な音圧を確保できる程度に液晶パネルを加振し、かつ、画面表示に影響を与えないよう制御することが求められていた。

　本開示では、これらの課題を解決し、音圧不足を解消しつつ画揺れを発生させないような音声出力を実現することができる表示装置および信号処理方法を提案する。

　上記の課題を解決するために、本開示に係る一形態の表示装置は、液晶パネルを含む表示部と、前記液晶パネル表面の逆側に接着され、当該液晶パネルを振動させるよう駆動する加振器と、前記液晶パネルに関する情報に基づく所定周波数を超えた範囲で前記加振器を駆動させることで、当該液晶パネルから音声を出力するよう制御する出力制御部と、を備える。

実施形態に係る表示装置の一例を示す図である。 実施形態に係る表示部の断面図である。 液晶パネルを加振した際の波打ち表示の一例を示す図である。 液晶パネルの波打ち現象を説明するための図である。 実施形態に係る加振周波数の制御処理を説明するための図である。 実施形態に係る表示装置のスピーカ配置例を示す図である。 実施形態に係る表示装置の構成例を示す図である。 実施形態に係る音声出力の一例を示すブロック図である。 実施形態に係る音声出力の他の一例を示すブロック図である。 変形例に係る表示装置の構成を示す図（１）である。 変形例に係る表示装置の構成を示す図（２）である。 変形例に係る表示装置の構成を示す図（３）である。 変形例に係る表示装置の構成を示す図（４）である。 変形例に係る表示装置の構成を示す図（５）である。 変形例に係る表示装置の構成を示す図（６）である。 表示装置の機能を実現するコンピュータの一例を示すハードウェア構成図である。

　以下に、実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の各実施形態において、同一の部位には同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。

　以下に示す項目順序に従って本開示を説明する。
　　１．実施形態
　　　１－１．実施形態に係る表示装置の概要
　　　１－２．液晶パネルの加振に係る課題
　　　１－３．実施形態に係る制御処理の一例
　　　１－４．実施形態に係る制御処理の概要
　　　１－５．実施形態に係る表示装置の構成
　　　１－６．表示装置の構成の変形例
　　２．その他の実施形態
　　３．本開示に係る表示装置の効果
　　４．ハードウェア構成

（１－１．実施形態に係る表示装置の概要）
　図１は、実施形態に係る表示装置１００の一例を示す図である。表示装置１００は、映像を表示する表示部２００を有する。表示部２００は、例えば、液晶パネルによって構成されるディスプレイである。

　実施形態に係る表示装置１００は、いわゆる立体視ディスプレイであり、仮想コンテンツを実空間で立体表示することが可能な表示装置である。すなわち、表示装置１００は、ユーザが専用メガネ等を装着せずとも立体視が可能である、いわゆる裸眼立体ディスプレイである。実施形態では、表示部２００は、水平面に対して所定の角度だけ傾斜した傾斜スクリーンである。例えば、表示部２００は、ユーザの左右の目に映る視点画像を融像させることにより１つの立体画像としてユーザに知覚される仮想コンテンツを表示する。具体的には、立体視ディスプレイは、ユーザの視線を検出して、検出した視線に即した映像を立体表示する。このため、ユーザは、仮想オブジェクトがあたかもその場に所在するような、現実性を伴った表示として知覚することができる。

　このような立体表示処理が行われる場合、テレビ等の通常の映像表示と比較して、表示装置１００とユーザとの距離が近くなる。このため、ユーザは、通常の視聴状態よりも、表示装置１００の音声出力部（すなわちスピーカー）の位置を特定しやすくなる。このとき、表示装置１００で再生されるコンテンツを提供する提供者としては、立体表示されたオブジェクトに対応した位置から、実際に音が発音されているようにユーザに知覚させることが理想である。

　しかし、実施形態に係る表示態様では、ユーザと表示装置１００の位置が近いため、ユーザのわずかな顔の動きが大きな角度変化につながり、配置されるスピーカーによるファントム定位が容易に崩れてしまう。すなわち、表示装置１００の画面外にスピーカーが配置されると、出力される音が画面内に定位しにくくなる。

　このため、表示装置１００は、表示部２００の裏側、すなわち液晶パネルの背面側の板金部２５０に加振器３００を備え、表示部２００を加振させることにより、音声を出力する。加振器３００は、電力変化を加振力に変換することのできる振動素子である。例えば、加振器３００は、ピエゾ素子（Piezo　elements）やダイナミック型加振器である。実施形態のように、主に高域周波数の出力を用途とする場合には、例えば、加振器３００として、高域周波数の音声出力に適したピエゾ素子を用いてもよい。

　すなわち、表示装置１００は、表示部２００の裏側に加振器３００を備え、表示部２００そのものを加振することで、表示部２００をスピーカーとして機能させる。これにより、表示装置１００は、表示する物体に定位した、臨場感のある音声出力を実現する。

　図２を用いて、加振器３００の配置について説明する。図２は、実施形態に係る表示部２００の断面図である。実施形態では、表示部２００は、エッジライト型液晶ディスプレイとして構成されるものとする。エッジライト型液晶ディスプレイは、画面の外周部にＬＥＤ（Light　Emitting　Diode）等の光源２６０が配置されることで、全体の厚みを薄く抑えることができる。

　表示部２００は、視聴者であるユーザ側（すなわち画面側）から順に、ＬＣＤ（Liquid　Crystal　Display）セル２１０、拡散板２２０、導光板２３０、反射シート２４０、板金部２５０が積層されて構成される。そして、加振器３００は、板金部２５０の画面とは裏側に配置される。光源２６０は、画面の外周部から導光板２３０を照射する。なお、表示装置１００が立体視ディスプレイである場合には、表示部２００は、レンチキュラーレンズなどのレンズアレイや視差バリアの層を含んでもよい。レンズアレイや視差バリアの層は、例えば、ＬＣＤセル２１０上に配置され、ＬＣＤセル２１０を出射した光線が、ユーザの眼に入るように制御する。

　図２に示す構成によれば、加振器３００による加振力が、空気層等を介さず、ＬＣＤセル２１０に伝達される。このため、表示装置１００は、表示部２００を充分な音圧を出力することのできるスピーカーとして駆動させることができる。

（１－２．液晶パネルの加振に係る課題）
　しかし、図２に示すような構成で液晶パネルを加振する場合に、解決すべき課題が存在する。すなわち、液晶パネル自体を加振器３００によって振動させようとすると、その加振力によって液晶が波打ってしまい、画面表示に影響を与える可能性がある。

　図３に、加振によって画面が波打っている状態を示す。図３は、液晶パネル４００を加振した際の波打ち表示の一例を示す図である。このように、単に液晶パネル４００を加振した場合には、共振周波数の影響により、加振器を中心として、一定距離に波紋のような表示が発生してしまう。

　この点について、図４を用いて説明する。図４は、液晶パネルの波打ち現象を説明するための図である。図４は、液晶パネル４００における表面４１０と裏面４２０の波打ちの様子を示している。

　液晶パネル４００を加振すると、加振した点から、その加振力が液晶パネルに伝達されることで、表面４１０および裏面４２０が波打つ。これに伴い、図４に示す厚みｄが、液晶パネル４００の位置ごとに変化する。ここで、液晶パネル（ＬＣＤ）の透過光量Ｉは、一例として、下記式（１）で示される。

　上記式（１）に示すように、透過光量Ｉは、厚みｄに依存する。すなわち、厚みｄの変化量が大きくなると、液晶パネルの位置ごとに透過光量が異なってしまい、図３に示すように、映像が波打ってみえるという現象が観測されることになる。

　しかしながら、液晶パネルが直接加振されないよう空気層等を設けると、上述のように、充分な音圧での音声出力が実現されない可能性がある。

（１－３．実施形態に係る制御処理の一例）
　そこで、実施形態に係る表示装置１００は、本明細書で開示するいくつかの手法により、画面の波打ちを抑制しつつ表示部２００を直接加振することを可能にする。一例として、表示装置１００は、加振器３００を加振する周波数を制御することにより、画面の波打ちを抑制する。

　この点について、図５を用いて説明する。図５は、実施形態に係る加振周波数の制御処理を説明するための図である。

　図５には、実際に加振器３００によって表示部２００が加振された際の表示影響（例えば透過光量の変化等）と、周波数との関係を示すグラフ５００を示す。図５に示す「ｆ」は、周波数を示す。なお、共振周波数は、表示部２００の面積や重量、材質等に基づき可変する。

　例えば、表示装置１００は、加振対象となる表示部２００を実際に加振することで、表示部２００による表示に影響のある周波数を検出する。なお、検出の際には、実際の表示装置１００の使用状態に合わせるため、加振点を実際の取付位置とすること、加振器３００を取り付ける手法も実使用状態と同等とすることが望ましい。また、検出の際には、加振器３００に与える加振力も実使用に合わせることが望ましいが、実際の使用では加振力にばらつきが出るため、かかる不確定要素も考慮して設定する。また、検出には、複数の異なる表示部２００を用いて、複数の環境で行うことが望ましい。

　かかる検出により、表示装置１００は、表示影響の大きな共振周波数の最大値を検出する。図５の例では、表示装置１００は、表示影響の大きな共振周波数の最大値として「ｆ７」を検出したものとする。この例では、共振周波数の最大値「ｆ７」が「１０００Ｈｚ」であったものとする。

　この場合、表示装置１００は、パネルに影響の出る、最高周波数の２倍の周波数から上の帯域を加振可能領域として設定する。この例では、表示装置１００は、共振周波数の最大値「ｆ７」の２倍の「ｆ８＝２０００Ｈｚ」を超えた帯域を、加振可能領域として設定する。なお、かかる数値はあくまで例示であり、パネルの共振周波数は必ずしも逓倍になるとは限らず、様々な周波数が混在する可能性がある。

　このように、表示装置１００は、予め表示部２００に関する情報に応じて決定される所定周波数（この例では「ｆ８」に該当する周波数）を超えた範囲で加振器３００を駆動させることで、表示部２００から音声を出力するよう制御する。これにより、表示装置１００は、画面表示に影響を与えず、かつ、表示部２００（液晶パネル）を直接に加振することができるので、音圧不足を解消しつつ画揺れを発生させないような音声出力を実現することができる。

（１－４．実施形態に係る制御処理の概要）
　ここで、図６以下を用いて、表示装置１００から実際に音声が出力される場合の構成例を示す。図６は、実施形態に係る表示装置１００のスピーカ配置例を示す図である。

　図６に示すように、表示装置１００は、音像の定位感を高くしつつ、かつ、広い再生周波数を実現するため、加振器３００に加え、例えばサイドスピーカ３１０を含んでもよい。例えば、サイドスピーカ３１０は、表示装置１００の左右（ＬＲ）端部の筐体に組み込まれる、スリット型のスピーカである。なお、サイドスピーカ３１０はスリット型スピーカに限られず、ツイーターおよびウーファ部を備える一般的なコーン型スピーカ等、どのような態様であってもよい。

　表示装置１００は、このように、画面から直接音声が出力される出力部（図６の「Ｃ」、すなわちセンタースピーカに対応する）を加振器３００により実現し、加振器３００からは再生されない低域も含む音声出力をサイドスピーカ３１０で実現する。すなわち、表示装置１００は、定位に有効な高域周波数は画面を直接加振して音声出力することで、音を画面内に定位させる。さらに、表示装置１００は、低域周波数は左右のサイドスピーカ３１０から出力することで、広帯域の音響再生を可能とする。

　なお、図６に示す構成を備える場合、表示装置１００は、再生信号の各チャンネルへの分離を制御することによっても、加振器３００の出力（加振）を調整することができる。かかるチャンネル分離制御処理についての詳細は後述する。

（１－５．実施形態に係る表示装置の構成）
　次に、表示装置１００の構成について説明する。図７は、実施形態に係る表示装置１００の構成例を示す図である。

　図７に示すように、表示装置１００は、通信部１１０と、記憶部１２０と、制御部１３０とを有する。なお、表示装置１００は、表示装置１００を管理する管理者等から各種操作を受け付ける入力部（キーボードやタッチパネル等）等を有してもよい。

　通信部１１０は、例えば、ＮＩＣ（Network　Interface　Card）やネットワークインタフェイスコントローラ（Network　Interface　Controller）等によって実現される。通信部１１０は、ネットワークＮと有線または無線で接続され、ネットワークＮを介して、表示装置１００が再生するコンテンツを提供する外部装置等と情報の送受信を行う。ネットワークＮは、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、インターネット、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）、ＵＷＢ（Ultra　Wide　Band）、ＬＰＷＡ（Low　Power　Wide　Area）等の無線通信規格もしくは方式で実現される。

　記憶部１２０は、例えば、ＲＡＭ（Random　Access　Memory）、フラッシュメモリ（Flash　Memory）等の半導体メモリ素子、または、ハードディスク、光ディスク等の記憶装置によって実現される。

　例えば、記憶部１２０は、表示装置１００が再生する映像コンテンツや音声コンテンツを記憶する。また、記憶部１２０は、表示部２００の面積や重量や材質等の情報、あるいは、表示部２００において加振器３００を加振する際の周波数領域等の情報を記憶してもよい。

　制御部１３０は、例えば、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）やＭＰＵ（Micro　Processing　Unit）、ＧＰＵ等によって、表示装置１００内部に記憶されたプログラム（例えば、本開示に係る表示制御プログラム）がＲＡＭ等を作業領域として実行されることにより実現される。また、制御部１３０は、コントローラ（controller）であり、例えば、ＡＳＩＣ（Application　Specific　Integrated　Circuit）やＦＰＧＡ（Field　Programmable　Gate　Array）等の集積回路により実現されてもよい。

　図７に示すように、制御部１３０は、取得部１３１と、出力制御部１３２とを有する。

　取得部１３１は、各種情報を取得する。例えば、取得部１３１は、ネットワークＮを介して、表示装置１００で再生するコンテンツのデータを取得する。また、取得部１３１は、表示部２００の面積や重量や材質等の情報、あるいは、表示部２００において加振器３００を加振する際の周波数領域等の情報等を取得してもよい。

　出力制御部１３２は、表示部２００に関する情報に基づく所定周波数を超えた範囲で加振器３００を駆動させることで、表示部２００から音声を出力するよう制御する。例えば、所定周波数は、表示部２００に関する情報に応じて情報処理プロセスにおいて決定されてもよいし、出荷時や製造時に予め決定されていてもよい。出力制御部１３２により制御された音声は、音声出力部３５０に伝達され、実際に外部に出力される。なお、音声出力部３５０は、例えば、加振器３００やサイドスピーカ３１０等の音声出力機能を有する部材により構成される。

　例えば、出力制御部１３２は、表示部２００の共振周波数に応じて決定される所定周波数に基づいて、加振器３００を駆動させる。具体的には、出力制御部１３２は、表示に影響を与える共振周波数の最大値の２倍を超えた周波数を所定周波数として設定し、その所定周波数を超えた周波数領域で加振器３００を駆動させる。これにより、出力制御部１３２は、画面が波打つ現象を抑制しつつ、表示部２００をスピーカとして駆動させることができる。

　また、出力制御部１３２は、加振器３００を駆動させようとする加振力に応じて決定される所定周波数に基づいて、加振器３００を駆動させてもよい。一般に、加振力が大きくなるほど画面の表示影響が大きくなるため、加振力は、表示に影響を与えるパラメータとなりうる。このため、出力制御部１３２は、事前の検出において加振力を考慮したうえで所定周波数を決定し、決定した所定周波数に基づいて加振器３００を駆動させてもよい。

　また、出力制御部１３２は、表示部２００の重量に応じて決定される所定周波数に基づいて、加振器３００を駆動させてもよい。これは、重量に応じて表示部２００における共振周波数が変化したり、表示に影響を与える周波数の値が変化したりすることが想定されることによる。すなわち、出力制御部１３２は、事前の検出において表示部２００の重量を考慮したうえで所定周波数を決定し、決定した所定周波数に基づいて加振器３００を駆動させてもよい。例えば、表示部２００の重量が軽くなると、加振器３００の振動により出力される音声の音圧は上昇する。この場合、出力制御部１３２は、より低い周波数帯域で加振器３００を振動可能となる。一方、表示部２００の重量が重くなると、加振器３００の振動により出力される音声の音圧は低下する。このとき、出力制御部１３２は、音圧を維持するために加振器３００への加振力を強める必要が生じることから、波打ち減少を抑制するため、加振器３００の加振周波数をより高くする場合がある。

　また、出力制御部１３２は、表示部２００の面積に応じて決定される所定周波数に基づいて、加振器３００を駆動させてもよい。これは、表示部２００の面積（すなわち液晶パネルの表示面積）に応じて表示部２００における共振周波数が変化したり、表示に影響を与える周波数の値が変化したりすることが想定されることによる。

　なお、上述した表示部２００の重量や面積、加振器３００への加振力は、相互に影響を及ぼす場合がある。このため、出力制御部１３２は、例えば、事前の処理により実際の表示部２００に対して最適な所定周波数を検出したうえで、加振器３００を加振する周波数領域を決定する。

　なお、表示装置１００は、図６で示したように、加振器３００によるフラットパネルスピーカ以外にも、サイドスピーカ３１０のように、加振器３００によらない音声出力部を備える場合がある。この場合、出力制御部１３２は、加振器３００とともに、加振器以外の音声出力部の駆動を制御する。

　すなわち、出力制御部１３２は、音声出力部３５０が複数の構成要素を含む場合、それら各チャンネルからどのように音声を出力するかを制御してもよい。例えば、出力制御部１３２は、音声を分離する回路を用いて、加振器３００（高域出力）やその他の音声出力器（中低域出力）から出力される音声を制御する。

　この点について、図８および図９を用いて説明する。図８は、実施形態に係る音声出力の一例を示すブロック図である。図８では、出力制御部１３２が、高域出力用の加振器３００と、中低域出力用の低音用スピーカ３２０から音声を出力する場合の例を示す。

　この場合、出力制御部１３２は、高域出力については、入力された音声をゲイン調整部５０１およびイコライザ５０２を経て、ＨＰＦ（High　Pass　Filter）５０３を介することで、音声の中低域部をカットする。その後、音声信号は、遅延部５０４、アンプ５０５を経て、加振器３００に入力されることで、加振器３００の振動によって音声として出力される。

　一方、出力制御部１３２は、中低域出力については、入力された音声をゲイン調整部５１１およびイコライザ５１２を経て、ＬＰＦ（Low　Pass　Filter）５１３を介することで、音声の高域部をカットする。その後、音声信号は、遅延部５１４、アンプ５１５を経て、低音用スピーカ３２０に入力されることで、低音用スピーカ３２０から音声として出力される。

　このように、出力制御部１３２は、音声信号の入力を受け付けた場合に、所定周波数に基づいて音声信号を分離し、分離した高域（すなわち、所定周波数を超える周波数領域）の音声信号で加振器３００を駆動させ、分離した中低域（すなわち、所定周波数以下の周波数領域）の音声信号で加振器３００以外の音声出力部を駆動させてもよい。この場合、出力制御部１３２は、分離した所定周波数以下の周波数領域に対応する音声信号のみで加振器３００以外の音声出力部を駆動させるよう制御してもよい。

　次に、図９を用いて、音声出力部３５０が、Ｃチャンネル（加振器３００）と、ＬＲチャンネル（Ｌ－ｃｈスピーカ３２１およびＲ－ｃｈスピーカ３２２）とで構成される例について説明する。図９は、実施形態に係る音声出力の他の一例を示すブロック図である。なお、図９では、図８と同様の構成については図示を省略する。

　図９の例では、出力制御部１３２は、高域出力については、入力された音声をＨＰＦ５２０を介することで、音声の中低域部をカットする。その後、音声信号は、加振器３００に入力されることで、加振器３００の振動によってＣチャンネルの音声として出力される。

　一方、出力制御部１３２は、Ｃチャンネルの中低域出力については、入力された音声ＬＰＦ５２１を介することで、音声の高域部をカットする。その後、音声信号は、ＬチャンネルおよびＲチャンネルにそれぞれ分離され、本来のＬチャンネル音声信号およびＲチャンネル音声信号に合成される。そして、音声信号は、Ｌ－ｃｈスピーカ３２１もしくはＲ－ｃｈスピーカ３２２に入力されることで、それぞれのスピーカからＬＲチャンネルの音声として出力される。

　このように、出力制御部１３２は、加振器３００をセンターチャンネル出力、加振器以外の音声出力部を左右チャンネル出力とする音声出力部３５０を制御してもよい。この場合、出力制御部１３２は、センターチャンネル出力に入力される音声信号のうち中低域部を分離し、分離した音声信号成分を前記左右チャンネル出力に入力される音声信号に合成する。

　なお、このような多チャンネルの音声出力機構において、出力制御部１３２は、信号処理を用いて、出力される信号の出力値や周波数帯域を調整してもよい。例えば、出力制御部１３２は、加振器３００による音声出力値が想定よりも小さくなる場合、その出力をＬＲチャンネルの出力で補ってもよい。この場合、出力制御部１３２は、多チャンネル全体において最適な周波数で音声が再生されるよう、ＬＰＦやＨＰＦの設定周波数を適宜調整してもよい。これらの調整は、既知の音声信号分離処理等で実現されてもよい。

　また、出力制御部１３２は、加振器３００からの出力が想定よりも大きくなる場合（すなわち、加振力が大きくなる場合）、画面に影響を与えないよう、出力値に応じて所定周波数を調整してもよい。これにより、出力制御部１３２は、音声の出力値が大きくなる場合でも、画面の波打ち現象を発生させないよう制御することができる。

　表示部２００は、映像等を表示するための機能部であり、すなわちディスプレイである。実施形態では、表示部２００は、図２で示した構成を有する液晶パネルである。

　例えば、表示部２００は、エッジライト型液晶パネルとして構成される。より具体的には、表示部２００は、加振器３００と、エッジライト型液晶パネルにおける導光板と、液晶セルとの間にそれぞれ空気層を設けない構造を有する。これにより、表示装置１００は、加振器３００による加振力を空気層を介さずに液晶パネル表面（画面側）に伝達できるので、表示部２００を充分な出力を有するフラットパネルスピーカとして機能させることができる。

　一例として、表示部２００は、図１で示したような立体視ディスプレイの態様をとりうる。しかし、表示部２００は、立体視ディスプレイに限らず、液晶パネルであればいずれの態様であってもよい。

（１－６．表示装置の構成の変形例）
　上記では、表示装置１００が多チャンネルの音声出力部３５０を有してもよい点について説明したが、音声出力部３５０の構成は、様々に変形可能である。この点について、図１０から図１５を用いて説明する。

　図１０は、変形例に係る表示装置１００の構成を示す図（１）である。図１０では、表示装置１００は、加振器３００の振動により表示部２００をフラットパネルスピーカ部として機能させる出力部を１つ備えるとともに、画面中央下部に中低域音声を出力するスピーカ３３０を備える。かかる構成では、表示装置１００は、例えば図８で示した信号経路により音声を出力する。

　図１１は、変形例に係る表示装置１００の構成を示す図（２）である。図１１では、表示装置１００は、加振器３００の振動により表示部２００をフラットパネルスピーカ部として機能させる出力部を１つ備えるとともに、画面左右端部に中低域音声を出力するＬＲスピーカ（スピーカ３３１およびスピーカ３３２）を備える。かかる構成では、表示装置１００は、例えば図９で示した信号経路により音声を出力する。

　図１２は、変形例に係る表示装置１００の構成を示す図（３）である。図１２では、表示装置１００は、加振器３００の振動により表示部２００をフラットパネルスピーカ部として機能させる出力部を３つ備えるとともに、画面左右端部に中低域音声を出力するＬＲスピーカを備える。このように、表示装置１００は、加振器を複数備える構成を有してもよい。この場合、出力制御部１３２は、加振器３００、加振器３０１および加振器３０２の複数の加振器の出力を制御する。なお、フラットパネルスピーカ部を構成する加振器３００、加振器３０１および加振器３０２の間には、振動領域を分離するための構成要素（振動抑制のためのテープ等）が備えられてもよい。

　図１３は、変形例に係る表示装置１００の構成を示す図（４）である。図１３では、表示装置１００は、加振器３００の振動により表示部２００をフラットパネルスピーカ部として機能させる出力部を３つ備えるとともに、画面中央下部に中低域音声を出力するスピーカ３３０を備え、画面左右端部に中低域音声を出力するＬＲスピーカを備える。

　図１４は、変形例に係る表示装置１００の構成を示す図（５）である。図１４では、表示装置１００は、加振器３００の振動により表示部２００をフラットパネルスピーカ部として機能させる出力部を６つ備えるとともに、画面左右端部に中低域音声を出力するＬＲスピーカを備える。この場合も、フラットパネルスピーカ部を構成する加振器３００、加振器３０１、加振器３０２、加振器３０３、加振器３０４および加振器３０５の間には、振動領域を分離するための構成要素が備えられてもよい。

　図１５は、変形例に係る表示装置１００の構成を示す図（６）である。図１５では、表示装置１００は、加振器３００の振動により表示部２００をフラットパネルスピーカ部として機能させる出力部を６つ備えるとともに、画面中央上下部に中低域音声を出力するスピーカ３３０およびスピーカ３３３を備え、画面左右端部に中低域音声を出力するＬＲスピーカを備える。

　以上のように、表示装置１００は、加振器３００およびスピーカを様々な態様で組み合わせて音声出力部３５０を構成することができる。これにより、表示装置１００は、再生するコンテンツの要請や、ユーザの要望に応じた、様々な態様の音響出力を実現することができる。なお、図１０から図１５で示したスピーカは、必ずしも画面近傍に備えられるのではなく、有線または無線で接続され、画面から離れた位置に設置されてもよい。

（２．その他の実施形態）
　上述した各実施形態に係る処理は、上記各実施形態以外にも種々の異なる形態にて実施されてよい。

　また、上記各実施形態において説明した各処理のうち、自動的に行われるものとして説明した処理の全部または一部を手動的に行うこともでき、あるいは、手動的に行われるものとして説明した処理の全部または一部を公知の方法で自動的に行うこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。例えば、各図に示した各種情報は、図示した情報に限られない。

　また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。

　例えば、実施形態においては、表示装置１００が表示部２００を有するディスプレイ一体型の情報機器として例示した。しかし、表示部２００は、インターフェイスを介してＰＣ等の情報機器に接続される外部ディスプレイであってもよい。このような場合、本開示の情報処理は、外部ディスプレイをスピーカーとして駆動させる信号制御方法として利用可能である。

　また、上述してきた各実施形態及び変形例は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。

　また、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、他の効果があってもよい。

（３．本開示に係る表示装置の効果）
　上述のように、本開示に係る表示装置（実施形態では表示装置１００）は、液晶パネルを含む表示部（実施形態では表示部２００）と、液晶パネル表面の逆側に接着され、当該液晶パネルを振動させるよう駆動する加振器（実施形態では加振器３００）とを備える。さらに、表示装置は、液晶パネルに関する情報に基づく所定周波数を超えた範囲で加振器を駆動させることで、当該液晶パネルから音声を出力するよう制御する出力制御部（実施形態では出力制御部１３２）とを備える。

　このように、表示装置は、液晶パネルに応じて基準となる所定周波数を決定し、かかる周波数を超える帯域で加振器を加振するよう制御する。これにより、表示装置は、表示に影響を与えやすい中低域の周波数を抑制しつつ、液晶パネルをフラットパネルスピーカとして駆動させることを可能とする。すなわち、表示装置は、音圧不足を解消しつつ画揺れを発生させないような音声出力を実現することができる。

　また、出力制御部は、液晶パネルの共振周波数に基づく所定周波数に基づいて、加振器を駆動させる。さらに、出力制御部は、加振器を駆動させようとする加振力に基づく所定周波数に基づいて、加振器を駆動させてもよい。また、出力制御部は、液晶パネルの重量に基づく所定周波数に基づいて、加振器を駆動させてもよい。また、出力制御部は、液晶パネルの面積に基づく所定周波数に基づいて、加振器を駆動させてもよい。

　このように、表示装置は、液晶パネルの重量等に応じて、それぞれの液晶パネルごとに異なる所定周波数を決定したうえで加振器を駆動させることで、様々な液晶パネルにおいて画揺れを発生させずに音声を出力させることができる。

　また、表示装置は、加振器とは異なる方式で音声出力を行う音声出力部をさらに備える。出力制御部は、加振器とともに、加振器以外の音声出力部の駆動を制御する。

　このように、表示装置は、加振器とともに駆動する他のスピーカを備えることで、加振器からは出力されない中低域も含む、豊かな音響再生を実現することができる。

　また、出力制御部は、音声信号の入力を受け付けた場合に、所定周波数に基づいて当該音声信号を分離し、分離した高域の音声信号で加振器を駆動させ、分離した中低域の音声信号で加振器以外の音声出力部を駆動させる。また、出力制御部は、加振器をセンターチャンネル出力、加振器以外の音声出力部を左右チャンネル出力とする音声出力部を備える場合には、センターチャンネル出力に入力される音声信号のうち中低域部を分離し、分離した音声信号成分を左右チャンネル出力に入力される音声信号に合成してもよい。

　このように、表示装置は、音声信号を加振器と通常のスピーカとで分離することで、加振器から中低域の音声が出力されないよう制御することができるので、液晶パネルの画揺れの発生を抑制できる。

　また、液晶パネルは、エッジライト型液晶パネルであってもよい。さらに、液晶パネルは、加振器と、エッジライト型液晶パネルにおける導光板と、液晶セルとの間にそれぞれ空気層を設けない構造であってもよい。

　このように、本開示の構成による表示装置によれば、一般にＯＬＥＤ（Organic　Light　Emitting　Diode）パネル等と比較して画揺れの発生しやすい液晶パネルであっても、画揺れを抑制しつつ、フラットパネルスピーカとしての機能を実現できる。

　また、加振器は、液晶パネル表面の逆側に複数接着されてもよい。出力制御部は、複数の加振器の出力を制御する。

　このように、表示装置は、複数の加振器を制御することで、より大きな音圧を確保したり、より定位感の優れた音響再生を実現したりできる。

　また、加振器は、立体視ディスプレイにおける立像表示側の逆側に設置され、当該立体視ディスプレイを振動させるよう駆動する。出力制御部は、立体視ディスプレイに関する情報に基づき、所定周波数を超えない範囲で加振器を駆動させることで、当該立体視ディスプレイから音声を出力するよう制御する。

　このように、表示装置は、一般に通常のテレビ等の視聴に比べて近距離にユーザが所在する立体視ディスプレイでの視聴においても、画面に定位した、臨場感のある音響再生を実現できる。

　また、表示装置は、エッジライト型液晶パネルを含む表示部と、エッジライト型液晶パネル表面の逆側に接着され、当該エッジライト型液晶パネルを振動させるよう駆動する加振器と、を備える。加振器は、所定周波数を超える周波数領域出力のための振動素子を少なくとも１つ含む。

　このように、表示装置は、高音域出力を行う振動素子（ピエゾ素子）を含む構成によることで、画揺れの抑えられたフラットパネルスピーカを機能させることができる。

（４．ハードウェア構成）
　上述してきた実施形態に係る表示装置１００等の情報機器は、例えば図１６に示すような構成のコンピュータ１０００によって実現される。以下、実施形態に係る表示装置１００を例に挙げて説明する。図１６は、表示装置１００の機能を実現するコンピュータ１０００の一例を示すハードウェア構成図である。コンピュータ１０００は、ＣＰＵ１１００、ＲＡＭ１２００、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）１３００、ＨＤＤ（Hard　Disk　Drive）１４００、通信インターフェイス１５００、及び入出力インターフェイス１６００を有する。コンピュータ１０００の各部は、バス１０５０によって接続される。

　ＣＰＵ１１００は、ＲＯＭ１３００又はＨＤＤ１４００に格納されたプログラムに基づいて動作し、各部の制御を行う。例えば、ＣＰＵ１１００は、ＲＯＭ１３００又はＨＤＤ１４００に格納されたプログラムをＲＡＭ１２００に展開し、各種プログラムに対応した処理を実行する。

　ＲＯＭ１３００は、コンピュータ１０００の起動時にＣＰＵ１１００によって実行されるＢＩＯＳ（Basic　Input　Output　System）等のブートプログラムや、コンピュータ１０００のハードウェアに依存するプログラム等を格納する。

　ＨＤＤ１４００は、ＣＰＵ１１００によって実行されるプログラム、及び、かかるプログラムによって使用されるデータ等を非一時的に記録する、コンピュータが読み取り可能な記録媒体である。具体的には、ＨＤＤ１４００は、プログラムデータ１４５０の一例である本開示に係る情報処理プログラムを記録する記録媒体である。

　通信インターフェイス１５００は、コンピュータ１０００が外部ネットワーク１５５０（例えばインターネット）と接続するためのインターフェイスである。例えば、ＣＰＵ１１００は、通信インターフェイス１５００を介して、他の機器からデータを受信したり、ＣＰＵ１１００が生成したデータを他の機器へ送信したりする。

　入出力インターフェイス１６００は、入出力デバイス１６５０とコンピュータ１０００とを接続するためのインターフェイスである。例えば、ＣＰＵ１１００は、入出力インターフェイス１６００を介して、キーボードやマウス等の入力デバイスからデータを受信する。また、ＣＰＵ１１００は、入出力インターフェイス１６００を介して、ディスプレイやスピーカやプリンタ等の出力デバイスにデータを送信する。また、入出力インターフェイス１６００は、所定の記録媒体（メディア）に記録されたプログラム等を読み取るメディアインターフェイスとして機能してもよい。メディアとは、例えばＤＶＤ（Digital　Versatile　Disc）、ＰＤ（Phase　change　rewritable　Disk）等の光学記録媒体、ＭＯ（Magneto-Optical　disk）等の光磁気記録媒体、テープ媒体、磁気記録媒体、または半導体メモリ等である。

　例えば、コンピュータ１０００が実施形態に係る表示装置１００として機能する場合、コンピュータ１０００のＣＰＵ１１００は、ＲＡＭ１２００上にロードされた信号処理プログラムを実行することにより、制御部１３０等の機能を実現する。また、ＨＤＤ１４００には、信号処理プログラム等のデータが格納される。なお、ＣＰＵ１１００は、プログラムデータ１４５０をＨＤＤ１４００から読み取って実行するが、他の例として、外部ネットワーク１５５０を介して、他の装置からこれらのプログラムを取得してもよい。

　なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）
　液晶パネルを含む表示部と、
　前記液晶パネル表面の逆側に接着され、当該液晶パネルを振動させるよう駆動する加振器と、
　前記液晶パネルに関する情報に基づく所定周波数を超えた範囲で前記加振器を駆動させることで、当該液晶パネルから音声を出力するよう制御する出力制御部と、
　を備える表示装置。
（２）
　前記出力制御部は、
　前記液晶パネルの共振周波数に基づく前記所定周波数に基づいて、前記加振器を駆動させる、
　前記（１）に記載の表示装置。
（３）
　前記出力制御部は、
　前記加振器を駆動させようとする加振力に基づく前記所定周波数に基づいて、前記加振器を駆動させる、
　前記（２）に記載の表示装置。
（４）
　前記出力制御部は、
　前記液晶パネルの重量に基づく前記所定周波数に基づいて、前記加振器を駆動させる、
　前記（２）または（３）に記載の表示装置。
（５）
　前記出力制御部は、
　前記液晶パネルの面積に基づく前記所定周波数に基づいて、前記加振器を駆動させる、
　前記（２）～（４）のいずれかに記載の表示装置。
（６）
　前記表示装置は、
　前記加振器とは異なる方式で音声出力を行う音声出力部をさらに備え、
　前記出力制御部は、
　前記加振器とともに、前記加振器以外の音声出力部の駆動を制御する、
　前記（１）～（５）のいずれかに記載の表示装置。
（７）
　前記出力制御部は、
　音声信号の入力を受け付けた場合に、前記所定周波数に基づいて当該音声信号を分離し、分離した所定周波数を超える周波数領域に対応する音声信号で前記加振器を駆動させ、分離した所定周波数以下の周波数領域を含む音声信号で前記加振器以外の音声出力部を駆動させる、
　前記（６）に記載の表示装置。
（８）
　前記出力制御部は、
　前記分離した所定周波数以下の周波数領域に対応する音声信号で前記加振器以外の音声出力部を駆動させる、
　前記（７）に記載の表示装置。
（９）
　前記出力制御部は、
　加振器をセンターチャンネル出力、前記加振器以外の音声出力部を左右チャンネル出力とする前記音声出力部を備える場合には、前記センターチャンネル出力に入力される音声信号のうち前記所定周波数以下の周波数領域を分離し、分離した音声信号成分を前記左右チャンネル出力に入力される音声信号に合成する、
　前記（７）または（８）に記載の表示装置。
（１０）
　前記液晶パネルは、
　エッジライト型液晶パネルである、
　前記（１）～（９）のいずれかに記載の表示装置。
（１１）
　前記液晶パネルは、
　前記加振器と、エッジライト型液晶パネルにおける導光板と、液晶セルとの間にそれぞれ空気層を設けない構造である、
　前記（１０）に記載の表示装置。
（１２）
　前記加振器は、
　前記液晶パネル表面の逆側に複数接着され、
　前記出力制御部は、
　複数の前記加振器の出力を制御する、
　前記（１１）に記載の表示装置。
（１３）
　前記加振器は、
　立体視ディスプレイにおける立像表示側の逆側に設置され、当該立体視ディスプレイを振動させるよう駆動し、
　前記出力制御部は、
　前記立体視ディスプレイに関する情報に基づき、所定周波数を超えない範囲で前記加振器を駆動させることで、当該立体視ディスプレイから音声を出力するよう制御する、
　前記（１）～（１２）のいずれかに記載の表示装置。
（１４）
　液晶パネルを含む表示部と、
　前記液晶パネル表面の逆側に接着され、当該液晶パネルを振動させるよう駆動する加振器と、
　を備えるコンピュータである表示装置が実行する信号処理方法であって、
　前記液晶パネルに関する情報に基づく所定周波数を超えた範囲で前記加振器を駆動させることで、当該液晶パネルから音声を出力するよう制御する、
　ことを含む信号処理方法。
（１５）
　前記液晶パネルの共振周波数に基づく前記所定周波数に基づいて、前記加振器を駆動させる、
　前記（１４）に記載の信号処理方法。
（１６）
　前記加振器を駆動させようとする加振力に基づく前記所定周波数に基づいて、前記加振器を駆動させる、
　前記（１５）に記載の信号処理方法。
（１７）
　前記液晶パネルの重量に基づく前記所定周波数に基づいて、前記加振器を駆動させる、
　前記（１５）または（１６）に記載の信号処理方法。
（１８）
　前記液晶パネルの面積に基づく前記所定周波数に基づいて、前記加振器を駆動させる、
　前記（１５）～（１７）のいずれかに記載の信号処理方法。
（１９）
　前記表示装置は、
　前記加振器とは異なる方式で音声出力を行う音声出力部を備え、
　さらに、前記加振器とともに、前記加振器以外の音声出力部の駆動を制御する、
　前記（１４）～（１８）のいずれかに記載の信号処理方法。
（２０）
　エッジライト型液晶パネルを含む表示部と、
　前記エッジライト型液晶パネル表面の逆側に接着され、当該エッジライト型液晶パネルを振動させるよう駆動する加振器と、を備える表示装置であって、
　前記加振器は、
　所定周波数を超える周波数領域出力のための振動素子を少なくとも１つ含む、
　表示装置。

　１００　表示装置
　１１０　通信部
　１２０　記憶部
　１３０　制御部
　１３１　取得部
　１３２　出力制御部
　２００　表示部
　２１０　ＬＣＤセル
　２２０　拡散板
　２３０　導光板
　２４０　反射シート
　２５０　板金部
　２６０　光源
　３００　加振器
　３１０　サイドスピーカ
　３５０　音声出力部

Claims (20)

1. 　液晶パネルを含む表示部と、
   　前記液晶パネル表面の逆側に接着され、当該液晶パネルを振動させるよう駆動する加振器と、
   　前記液晶パネルに関する情報に基づく所定周波数を超えた範囲で前記加振器を駆動させることで、当該液晶パネルから音声を出力するよう制御する出力制御部と、
   　を備える表示装置。
2. 　前記出力制御部は、
   　前記液晶パネルの共振周波数に基づく前記所定周波数に基づいて、前記加振器を駆動させる、
   　請求項１に記載の表示装置。
3. 　前記出力制御部は、
   　前記加振器を駆動させようとする加振力に基づく前記所定周波数に基づいて、前記加振器を駆動させる、
   　請求項２に記載の表示装置。
4. 　前記出力制御部は、
   　前記液晶パネルの重量に基づく前記所定周波数に基づいて、前記加振器を駆動させる、
   　請求項２に記載の表示装置。
5. 　前記出力制御部は、
   　前記液晶パネルの面積に基づく前記所定周波数に基づいて、前記加振器を駆動させる、
   　請求項２に記載の表示装置。
6. 　前記表示装置は、
   　前記加振器とは異なる方式で音声出力を行う音声出力部をさらに備え、
   　前記出力制御部は、
   　前記加振器とともに、前記加振器以外の音声出力部の駆動を制御する、
   　請求項１に記載の表示装置。
7. 　前記出力制御部は、
   　音声信号の入力を受け付けた場合に、前記所定周波数に基づいて当該音声信号を分離し、分離した所定周波数を超える周波数領域に対応する音声信号で前記加振器を駆動させ、分離した所定周波数以下の周波数領域を含む音声信号で前記加振器以外の音声出力部を駆動させる、
   　請求項６に記載の表示装置。
8. 　前記出力制御部は、
   　前記分離した所定周波数以下の周波数領域に対応する音声信号で前記加振器以外の音声出力部を駆動させる、
   　請求項７に記載の表示装置。
9. 　前記出力制御部は、
   　加振器をセンターチャンネル出力、前記加振器以外の音声出力部を左右チャンネル出力とする前記音声出力部を備える場合には、前記センターチャンネル出力に入力される音声信号のうち前記所定周波数以下の周波数領域を分離し、分離した音声信号成分を前記左右チャンネル出力に入力される音声信号に合成する、
   　請求項７に記載の表示装置。
10. 　前記液晶パネルは、
    　エッジライト型液晶パネルである、
    　請求項１に記載の表示装置。
11. 　前記液晶パネルは、
    　前記加振器と、エッジライト型液晶パネルにおける導光板と、液晶セルとの間にそれぞれ空気層を設けない構造である、
    　請求項１０に記載の表示装置。
12. 　前記加振器は、
    　前記液晶パネル表面の逆側に複数接着され、
    　前記出力制御部は、
    　複数の前記加振器の出力を制御する、
    　請求項１１に記載の表示装置。
13. 　前記加振器は、
    　立体視ディスプレイにおける立像表示側の逆側に設置され、当該立体視ディスプレイを振動させるよう駆動し、
    　前記出力制御部は、
    　前記立体視ディスプレイに関する情報に基づき、所定周波数を超えない範囲で前記加振器を駆動させることで、当該立体視ディスプレイから音声を出力するよう制御する、
    　請求項１に記載の表示装置。
14. 　液晶パネルを含む表示部と、
    　前記液晶パネル表面の逆側に接着され、当該液晶パネルを振動させるよう駆動する加振器と、
    　を備えるコンピュータである表示装置が実行する信号処理方法であって、
    　前記液晶パネルに関する情報に基づく所定周波数を超えた範囲で前記加振器を駆動させることで、当該液晶パネルから音声を出力するよう制御する、
    　ことを含む信号処理方法。
15. 　前記液晶パネルの共振周波数に基づく前記所定周波数に基づいて、前記加振器を駆動させる、
    　請求項１４に記載の信号処理方法。
16. 　前記加振器を駆動させようとする加振力に基づく前記所定周波数に基づいて、前記加振器を駆動させる、
    　請求項１５に記載の信号処理方法。
17. 　前記液晶パネルの重量に基づく前記所定周波数に基づいて、前記加振器を駆動させる、
    　請求項１５に記載の信号処理方法。
18. 　前記液晶パネルの面積に基づく前記所定周波数に基づいて、前記加振器を駆動させる、
    　請求項１５に記載の信号処理方法。
19. 　前記表示装置は、
    　前記加振器とは異なる方式で音声出力を行う音声出力部を備え、
    　さらに、前記加振器とともに、前記加振器以外の音声出力部の駆動を制御する、
    　請求項１４に記載の信号処理方法。
20. 　エッジライト型液晶パネルを含む表示部と、
    　前記エッジライト型液晶パネル表面の逆側に接着され、当該エッジライト型液晶パネルを振動させるよう駆動する加振器と、を備える表示装置であって、
    　前記加振器は、
    　所定周波数を超える周波数領域出力のための振動素子を少なくとも１つ含む、
    　表示装置。

Images