(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
−  画像スクリーンと、
−  画像スクリーン上に画像を表示させる手段と、
−  制御信号に応答して音波を発生する電気−音響手段であって、画像スクリーンの一辺に取付けた複数の電気−音響変換器を有している電気−音響手段と、
−  電気−音響手段に制御信号を供給する音声信号源と、
を具えている音声−映像手段装置において、
前記電気−音響変換器は、画像スクリーンの一辺に該画像スクリーンに沿って一列に取付けられ、
前記制御信号を発生する手段は、相互の信号強度比が音波を画像スクリーンの略々真向かいの聴視領域内に集中させる値を有する制御信号によって電気−音響変換器を駆動するように構成配設されたことを特徴とする音声−映像装置。
【請求項２】
前記一列の電気−音響変換器は画像スクリーンと同じハウジング内に収納されたことを特徴とする請求項１に記載の音声−映像装置。
【請求項３】
予め決められたユーザ定位にて、画像はスクリーン上に直立位置で表示され、予め決められたユーザ定位で、少なくとも複数の変換器が画像スクリーンの上側及び/又は下側に沿って均等に間をおいて置かれたことを特徴とする請求項１に記載の音声−映像装置。
【請求項４】
予め決められたユーザ定位に対し、少なくとも複数の変換器が画像スクリーンの左側および／または右側に沿って均等に間をおいて置かれたことを特徴とする請求項３記載の音声−映像装置。
【請求項５】
画像スクリーンの互いに向き合った２つの辺に沿う変換器の位置は、画像スクリーンの同じ辺に位置する２個連続する変換器間の距離の半分に等しい距離にわたって互いにシフトされたことを特徴とする請求項３または４に記載の音声−映像装置。
【請求項６】
画像スクリーンの少なくとも一辺に沿って位置する変換器の数は４個とすることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の音声−映像装置。
【請求項７】
内側の２つの変換器に対する制御信号の強度と外側の２つの変換器に対する制御信号の強度との比は２とすることを特徴とする請求項５記載の音声−映像装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の音声−映像装置と、少なくとも１つの追加の電気−音響変換器と、前記音声−映像装置に結合されて、該音声−映像装置により再生される音に相当する音声入力信号を受信するための信号プロセッサとを具え、該信号プロセッサは音響−電気変換器にも結合されて、該音響−電気変換器が受取る音に相当する測定信号を受信し、信号プロセッサは前記追加の電気−音響変換器に結合されて、該追加の電気−音響変換器に補償信号を供給し、且つ信号プロセッサは、前記音声入力信号及び前記測定信号に応答して該測定信号における前記音声入力信号の信号成分の存在を低減させるような補償信号を取出す信号処理手段を具えていることを特徴とするシステム。
【請求項９】
前記信号処理手段は、音声周波数スペクトルの低周波数範囲内に位置する周波数を有する信号成分の存在を低減させるように構成配置されたことを特徴とする請求項８記載のシステム。
【請求項１０】
前記システムは、追加の音声信号に相当する音を再生するために、前記追加の変換器に追加の制御信号を供給する別の音声信号源を具えていることを特徴とする請求項８または９に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明は、音声−映像（オーディオ−ビジュアル）装置に関するものである。このような音声−映像装置は、所謂マルチメディアシステムを具えている。
〔背景技術〕
従来のマルチメディアシステムには、例えば、“COMPACT DISC-INTERACTVE;A DESIGNER'S OVERVIEW”(ISBN-90 201 2121 9)に記載されているCD-Iシステムがある。
この種のシステムは、マルチメディアシステムのユーザだけではなく、他の人もいる環境で使用されることが屡々ある。このことに関連して、マルチメディアシステムのユーザと同じ居室にいる家族の人達、またはマルチメディアシステムのユーザと同じオフィススペースにいる同僚たちのことも考える必要がある。これ等の他の人達はマルチメディアシステムで発生される音に興味を示さないのが普通であり、この音をうるさいと思うことがよくある。
特開平０４−３３７９９９号公報には、映像音響機器の左右にそれぞれ数個のスピーカを配置し、それぞれのスピーカにその位相を任意に可変できる位相回路を接続して、スピーカの指向性を特定の一方向に絞り込んで、その音を映像音響機器前方の特定の限られた箇所に集中させる超指向性音響再生装置が開示されている。
特開平０５−２１９５８６号公報には、同じキャビネット内に一列に複数個配置した各スピーカに対する入力信号に所定の電圧差を与え、中央部のスピーカに対する入力信号の電圧を最大とし、中央部から右方向及び左方向のスピーカになるほど入力電圧を小さくすることにより、中央部で高く、端部で低い音圧レベルの音を得るようにした指向性スピーカ装置が開示されている。しかし、この場合における一列のスピーカ装置は、ベッドの上にのる聴取者の後方に配置されている。
また、映像表示用スクリーンの背面にマトリックス状に複数のスピーカを配置し、音源の像が存在しているスクリーン上の位置におけるスピーカにのみ音声信号を送信して、画面上の音源の位置と当該スピーカの位置とが一致するようにしたものが特開平０２−２２４４９５号公報に開示されている。
さらに、特開平０５−３４４５８４号公報には、特定の乗車員への音が各スピーカの前に配置した機械的な音響レンズによって当該乗車員の方へと集中されるようにした音響装置が開示されている。これはヘッドホンの使用を不要にし、さらに個々の乗車員が聞いている音を隣の座席の、他の乗車員へ漏らさず、しかも他の乗車員が聞いている音も聞こえなくするものである。このために、各乗車員の受聴位置に設けたマイクロホンによって隣席における他の乗車員からの音漏れによる騒音レベルを検出して、音漏れをキャンセルするように他の乗車員に与えられる音を変えるようにし、マイクロホンによって検出される音漏れの検出値に基づいて、他の乗車員に対する音声信号に特定乗車員の音響装置に対する入力音声信号を加えるデジタルフィルタの係数を制御して、隣席への音漏れを防止するようにしている。
〔発明の開示〕
本発明の目的は、その使用がユーザのまわりへの迷惑を少なくする音声−映像装置を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明は、
−  画像スクリーンと、
−  画像スクリーン上に画像を表示させる手段と、
−  制御信号に応答して音波を発生する電気−音響手段であって、画像スクリーンの一辺に取付けた複数の電気−音響変換器を有している電気−音響手段と、
−  電気−音響手段に制御信号を供給する音声信号源と、
を具えている音声−映像手段装置において、
前記電気−音響変換器は、画像スクリーンの一辺に該画像スクリーンに沿って一列に取付けられ、
前記制御信号を発生する手段は、相互の信号強度比が音波を画像スクリーンの略々真向かいの聴視領域内に集中させる値を有する制御信号によって電気−音響変換器を駆動するように構成配設されたことを特徴とする。
聴視領域内に音波を集中させることにより、音声−映像装置に適切に理解できる音を発生させるのに必要な音量を抑えたままにし、従ってユーザ以外の人々に迷惑かけることがないようにすることができる。
本発明の好適例では、予め決められたユーザ定位に対し、画像はスクリーン上に直立位置で表示され、予め決められたユーザ定位で、少なくとも複数の変換器が画像スクリーンの上側および／または下側に沿って均等に間をおいて置かれるようにする。
このようにすれば、水平面内における集中が得られるので、聴視領域のかたわらにいる人々にはごく僅かな発生音しか聞こえなくなる。
本発明の他の好適例では、予め決められたユーザ定位に対し、少なくとも複数の変換器が画像スクリーンの左側および／または右側に沿って均等に間をおいて置かれるようにする。
このようにすれば、垂直面内の集中が得られる。その結果、空間音像への天井及び床反射の悪影響が減少される。
本発明の更に他の好適例では、画像スクリーンの互いに向き合った２つの辺に沿う変換器の位置は、画像スクリーンの同じ辺に位置する２個連続する変換器間の距離の半分に等しい距離にわたって互いにシフトされるようにする。
画像スクリーンのどちらの辺にも位置する変換器を相互にシフトさせたことにより、集中平面内で見て、変換器の距離が短くなる。その結果、高周波音波の集中を改善することができる。これとの関連で音波の適当な集中が得られるように前記距離をみじかくするのが望ましい。
ユーザ以外の人々に及ぼされる発生音による迷惑は次のようにすることにより更に低減させることができる。すなわち、少なくとも１つの追加の電気−音響変換器と、前記音声−映像装置に結合されて、該音声−映像装置により再生される音に相当する音声入力信号を受信するための信号プロセッサとを具え、該信号プロセッサは音響−電気変換器にも結合されて、該音響−電気変換器が受取る音に相当する測定信号を受信し、信号プロセッサは前記追加の電気−音響変換器に結合されて、該追加の電気−音響変換器に補償信号を供給し、且つ信号プロセッサは、前記音声入力信号及び前記測定信号に応答して、該測定信号における前記音声入力信号の信号成分の存在を低減させるような補償信号を取出す信号処理手段を具えるようにする。
このようにして音を集中させることにより、中間及び高周波に対して、聴視領域外で知覚可能な音量が低減する。
〔発明の実施の形態〕
以下本発明の実施例を図を参照して説明図する。
図１は本発明による例えばマルチメディアパーソナルコンピュータ形式の音声−映像装置１を示す。この装置１は、通常タイプの再生手段（図示せず）によって画像を表示することのできる画像スクリーン６を具えている。更に、この装置は通常のタイプの電気−音響変換器２，３，４及び５も具えている。これ等の変換器２，３，４及び５は、画像スクリーンの１つの側（辺）に位置されている。前記の変換器は制御信号によって制御されると共に、これら制御信号の強度比の値は、画像スクリーン６の略々真向かいに位置する聴視領域にて音波の集中が得られるような値とする。
図２は、変換器２，３，４及び５に対する制御信号を発生する制御回路２０を示す。この制御回路は、再生すべき音声情報を表す音声信号を発生する通常のタイプの音声信号源２を具えている。音声信号源で発生された音声信号はフィルタ２２，２３，２４及び２５を経て電気−音響変換器２，３，４及び５に供給される。
集中特性は周波数に依存し、このことは、最適な集中に対して、制御信号の相互強度比が、異なる周波数に対して相違することを意味する。周波数依存応答特性を呈するフィルタを利用する場合には、各周波数に対する相互強度差を最適にすることができる。
しかしながら、周波数に依存する制御信号の強度比を得るのにフィルタは必ずしも利用する必要はない。聴視領域内における音波の適切な集中は、周波数に無関係な制御信号の強度比によって得ることもできる。
図３は、一定の相対離間距離ｄで一列に配置した４個の同一の変換器３２，３３，３４及び３５を示し、ここに、ｄは０．２６６ｍとする。内側の２個の変換器３３と３４に対する制御信号の強度は、すべての周波数に対して、外側の２個の変換器３２と３５に対する制御信号の強度の２倍とする。この制御信号の強度比を得る方法を図５に示す。この図５に示した実施例では、変換器３３と３４に対して、直列に接続した変換器３２及び３５に供給するのと同じ制御電圧Ｖｓを供給する。変換器３２と３５の直列回路のインピーダンスは変換器３３または３４のインピーダンスの２倍に等しいので、変換器３２と３５に対する制御信号の強度は変換器３３と３４に対する制御信号の強度の半分に等しくなる。
図４は、図３及び図５に示した実施形態に属する放射パターンを示す。
この図における曲線４０，４１及び４２は、それぞれ８６６Ｈｚ，１２２５Ｈｚ及び１７３２Ｈｚの周波数に対する放射特性を示している。図４から明らかなように、音は、変換器３２，３３，３４及び３５の列に対する真向かいの領域に集中される。音波の集中は周波数が低くなるにつれて減少する。こうした低い周波数に対しては、一連の変換器列の、全体の長さを増やすことによってより良い集中を実現することが可能である。けれども、音声−映像装置では普通であるように、変換器を画像スクリーンと同じハウジング内に収めている場合には、一連の変換器に利用できる余地が画像スクリーンの幅と同程度の大きさの長さに制限される。
音の不十分な集中度または室内の反射に起因する残留ノイズの妨害が積極的なノイズ減少に抗することがある。図６は、音声−映像装置１を有するシステムに対する一実施例を示す。装置１内にある音声信号源２１は、聴視領域６２内のユーザ６３向けの音声情報を表す音声信号Ｖａ１を発生する。この信号Ｖａ１は、聴視領域６２内に音の集中が得られるように、一連の変換器２，３，４及び５に異なる強度で与えられる。
装置１が設置されている（居住および／または作業）空間内の他の領域７２には、他の音声信号源６９より到来する別の音声情報を表す音声信号Ｖａ２を邪魔されずに聞くことを望む別の人７３がいる。
音声信号源６９は音声信号Ｖａ２を発生し、この音声信号は加算回路７１を経て、音声情報を可聴にするための電気−音響変換器７０に供給される。前記の領域７２内には、例えば通常のマイクロホン形式の音響−電気変換器７５が設けられており、これはこの変換器７５によって受けた音に相当する測定信号Ｖｍを発生する。
音響−電気変換器７５で発生された測定信号Ｖｍは信号プロセッサ７６に供給される。この信号プロセッサ７６には音声信号Ｖａ１も供給される。この信号プロセッサ７６は加算回路７１に補償信号Ｖｃを供給し、この加算回路は音声信号源６９から受信した音声信号Ｖａ２に補償信号Ｖｃを加える。信号プロセッサ７６は、信号Ｖａ１から通常の判定基準に従って補償信号Ｖｃを取出すタイプのものとして、測定信号Ｖｍ中の信号Ｖａ１の成分が補償信号Ｖｃの強度により減少されるようにする。言い換えれば、変換器２,…５から到来する領域７２における音は、音声信号Ｖａ１の信号成分を信号プロセッサ７６に供給することによって補償される。
図６に示したシステムでは、領域７２内の知覚可能な音量を、聴視領域６２内における音声信号Ｖａ１等価音を集中させることによって減少させる。信号プロセッサ７６により積極的なノイズ減少を施すことにより、変換器２,…５により発生する領域７２内の音量は更に減少される。
変換器２,…５より発生される音の低周波成分の集中度は左程有効でないので、信号プロセッサ７６によるノイズ減少の間に低周波ノイズに対する補償を強めるのが好適である。これは、本質的には積極的なノイズ減少に対して信号Ｖａ１の低周波成分を用いることによって行うことができる。
図６に示した実施例では、変換器２,…５から領域７２内に到来する音を補償する。変換器７０で発生された音に対する補償を領域６２内において同様に行うことができることは当業者に明らかである。単一の変換器７０の代わりに一連の変換器を用い、これらの変換器により領域７２内の音を集中させることもできる。
同様に、本発明は、領域７２内に音声情報を発生させる必要のない状況に対しても適用可能であることも当業者には明らかである。この場合には、補償信号Ｖｃを変換器７０に直接に供給することができる。
以上、変換器を画像スクリーンの上側に一列に設置する例について説明してきた。云う迄もなく、変換器の列は画像スクリーンの下側に設置することもできる。何れの場合でも、水平面内における音の集中が得られる。
水平面内における音の集中により良好な結果が得られるが、音を水平面内だけでなく垂直面内においても集中させるのが有利である。この場合には、適切に知覚するために変換器により発生さる必要のある音量はさらに低減する。これに加え、音を垂直面内で集中させると、床や天井での反射により室内に散乱される音量が低減する。
図７は、音を水平及び垂直の両面内において集中させる音声−映像装置の一実施例を示す。この実施例においては、上下に設置される２個の電気−音響変換器８６と８７の列を、音を垂直面内で集中させるために画像スクリーンの片側、この図では左側に設けている。
この場合にも、変換器２，３，４，５，８６及び８７に対する制御信号の相対的な強度比は、音の集中が水平と垂直の両面で得られるように通常のやり方で選択する。
図８は、音の集中を水平及び垂直の両面におい得る変換器の別の配列を示す。この例では、変換器をスクリーン６のまわりに配設している。
さらに、変換器は、列内の相隣る変換器の中心間の距離ｄの半分に等しい距離1／2ｄだけ列の方向に互いにシフトさせて、画像スクリーンの対向辺に沿って２列に位置付けている。
このシフトは、各列の方向に見て、２つの向き合って配置された列をなす変換器間の距離を短くする。変換器間の離間距離を小さくすることは、高周波に対する集中度が良くなるので有利である。これとの関連で、集中すべき音波の周波数が高くなるにつれて変換器間のスペースを小さく選定するのが音波の集中にとって有利である。
本発明による音声−映像装置では、画像スクリーン６が音声ボードとしても作動する。この場合、画像スクリーンは音声−映像装置を設置する空間内の音像を決定する重要なファクタの１つでもある。変換器に対する画像スクリーンの位置は固定される。画像スクリーンは、音像に対して空間に無関係の重要な影響を及ぼすことのために、空間依存ファクタが音像に並ぶ影響が比較的小さくなる。
このことは、特定の空間に合わせた最適の集中によって、種々の音響効果を有する他の空間内でも良好な結果をもたらすことになり、これは変換器の制御信号強度間の差を普遍的に設定することで十分であることを意味する。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明による音声−映像装置の一実施例における画像スクリーンに対する電気−音響変換器の位置を示した図であり、
図２は電気−音響変換器を駆動するための回路図であり、
図３は音を集中させるための電気−音響変換器の配置を示した図であり、
図４は図３に示した配置に属する放射パターンを示した図であり、
図５は電気−音響変換器を駆動するための他の回路図であり、
図６は本発明による音声−映像装置を用いるシステムを示した図であり、
図７は、本発明による音声−映像装置の他の実施例における画像スクリーンに対する電気−音響変換器の位置を示した図であり、
図８は、本発明による音声−映像装置のさらに他の実施例における画像スクリーンに対する電気−音響変換器の位置を示した図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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