ДИСПЛЕЙ И УСТРОЙСТВО ВЫВОДА ЗВУКА
DISPLAY AND AUDIO OUTPUT DEVICE

Уровень техники
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к устройству дисплея и к устройству вывода звука.
Уровень техники
В устройствах видео/аудио воспроизведения, таких как телевизионный приемник, которые выводят звук и отображают видеоизображение, установлены громкоговорители выше или ниже экрана устройства, или громкоговорители расположены с левой и с правой сторон от экрана и т.д. Экран и громкоговорители объединены или сформированы отдельно. В известном уровне техники известна технология, в которой видео и звук согласуют путем регулирования положения поля звука, формируемого звуком, выводим телевизионным приемником.
Например, как раскрыто в публикации №JP-A-9-37384 заявки на японский патент, громкоговорители, которые расположены с верхней или с нижней стороны устройства воспроизведения видеоизображения, воспроизводят сигнал центрального канала, в котором был подавлен уровень со специфичной полосой пропускания в полосе пропускания 4 кГц или больше. Кроме того, громкоговорители, расположенные слева и справа от устройства воспроизведения видеоизображения, воспроизводят сигнал центрального канала со специфичной полосой пропускания. Кроме того, как раскрыто в публикации №JP-A-2-59000 заявки на японский патент, сигнал звука разделяют на полосу частот, в которой ощущение направления может быть получено акустически, и на другую полосу частот. Затем регулируют фазу и уровень звукового давления звукового сигнала в полосе пропускания, в которой может быть получено ощущение направления, и множество громкоговорителей используют для управления локализацией звукового изображения. Локализацию звукового изображения не выполняют для аудиосигнала в другом частотном диапазоне, и один громкоговоритель используют для воспроизведения аудиосигнала в этой полосе пропускания.
Сущность изобретения
В последние годы, поскольку телевизионные приемники все чаще стали выпускать более плоскими, были установлены ограничения в отношении расположения громкоговорителей, интегрированных с экраном телевизионного приемника. Когда толщина участка экрана, который занимает большую часть телевизионного приемника, уменьшается, например, до порядка приблизительно 10 миллиметров или нескольких миллиметров, громкоговорители, как правило, размещают ниже экрана. В частности, громкоговорители, которые могут выводить звук в диапазоне, например, от 20 Гц до 20 кГц, должны иметь определенный размер (объем) для поддержания качества звука, и их не следует размещать в непосредственной близости к экрану, который выполнен более плоским, поэтому их размещают ниже экрана. Даже если громкоговорители, воспроизводящие весь диапазон звука, которые были успешно выполнены более плоскими, разместить в непосредственной близости к экрану, невозможно обеспечить размер (объем) громкоговорителей, и качество их звучания может быть ухудшено до более узкого диапазона звука, например, 100 Гц или меньше.
Когда громкоговорители располагают ниже экрана телевизионного приемника, становится возможным поместить громкоговорители слева и справа и выводить стереофонический звук, и, регулируя громкость звука левого и правого громкоговорителей, можно перемещать локализацию звукового изображения (в данном случае, локализованное положение звукового изображения) в направлении слева направо. Однако из-за ограничений, связанных с все более тонким профилем телевизионного приемника, когда громкоговорители размещают только ниже экрана, локализованное положение звукового изображения остается смещенным ниже экрана, и при этом невозможно переместить локализованное положение звукового изображения к центру экрана в направлении высоты.
Кроме того, на панели дисплея с узким профилем, например, предпочтительно, чтобы громкоговорители были как можно менее заметными, и при использовании структуры такого типа, зритель может сконцентрироваться на видеоизображении панели. По этой причине, возможно, в будущем для устройств дисплея будет установлена норма, состоящая в том, что экран дисплея будет занимать всю панель. Однако, в устройства дисплея такого типа, если предположить, что громкоговорители расположены на задней поверхности панели, для представления звука для пользователя необходимо размещать громкоговорители на кромках панели. При использовании конструкции такого типа звук будет слышен со смещением в направлении кромок панели, и возникает большой риск того, что пользователь будет ощущать дискомфорт. Кроме того, даже если громкоговорители будут расположены на множестве кромок, поскольку звук будет слышен отдельно от каждого из громкоговорителей, трудно обеспечить высокое качество звука, который вызывает ощущение реальности.
Учитывая описанное выше, желательно обеспечить новое и улучшенное устройство дисплея и устройство вывода звука, которые позволяют выполнить экран более плоским, и которые могут согласовывать локализованное положение звукового изображения с положением экрана, без какого-либо ухудшения качества звука.
В соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения предложен дисплей, который включает в себя часть дисплея, на которой отображают видеоизображение, первую часть вывода звука, которая выводит стереофонический звук в высокочастотном диапазоне, и которая представляет собой поверхностный источник звука, расположенный на задней поверхности части дисплея, на одном из верхнего участка и нижнего участка части дисплея, вторую часть вывода звука, которая выводит стереофонический звук в более низком частотном диапазоне, чем первая часть вывода звука, и которая представляет собой один из поверхностного источника звука и точечного источника звука, расположенного на задней поверхности части дисплея, на одном из верхнего участка и нижнего участка части дисплея, на котором не расположена первая часть вывода звука, и часть задержки, которая выполняет задержку вывода второй части вывода звука для ее вывода с запаздыванием относительно вывода первой части вывода звука.
В такой конфигурации формируется область наложения между частотами вывода звука первой части вывода звука и частотами вывода звука второй части вывода звука.
В такой конфигурации область наложения представляет собой полосу частот от 1 кГц до 3 кГц.
В такой конфигурации время, на которое задерживают вывод второй части вывода звука относительно вывода первой части вывода звука, составляет 2 мс или меньше.
В этой конфигурации устройство дисплея дополнительно включает в себя третью часть вывода звука, которая выводит звук в еще более низком частотном диапазоне, чем вторая часть вывода звука, и вторую часть задержки, которая выполняет задержку вывода второй части вывода звука относительно вывода третьей части третьей части вывода звука.
В этой конфигурации область наложения формируют между частотами звука, выводимого второй частью вывода звука, и частотами звука, выводимого третьей частью вывода звука.
В этой конфигурации время, на которое задерживают вывод второй части вывода звука относительно вывода третьей части вывода звука, составляет 2 мс или меньше.
В этой конфигурации третья часть вывода звука расположена ниже части дисплея.
В соответствии с другим вариантом выполнения настоящего изобретения предложено устройство вывода звука, которое включает в себя первую часть вывода звука, которая выводит звук в высокочастотном диапазоне, и которая представляет собой поверхностный источник звука, вторую часть вывода звука, которая выводит звук в более низком частотном диапазоне, чем первая часть вывода звука, которая представляет собой один из поверхностного источника звука и точечного источника звука, и которая расположена отдельно от первой части вывода звука, и часть задержки, которая выполняет задержку вывода второй части вывода звука относительно вывода первой части вывода звука, и обеспечивает перемещение локализованного положения звукового изображения, формируемого второй частью вывода звука, в направлении первой части вывода звука.
В такой конфигурации формируют область наложения между частотами вывода звука первой части вывода звука и частотами вывода звука второй части вывода звука.
В этой конфигурации область наложения составляет полосу пропускания от 1 кГц до 3 кГц.
В этой конфигурации время, на которое выполняют задержку вывода второй части вывода звука относительно вывода первой части вывода звука, составляет 2 мс или меньше.
В этой конфигурации устройство вывода звука по п.9 дополнительно включает в себя третью часть вывода звука, которая выводит звук в еще более низком частотном диапазоне, чем вторая часть вывода звука, и вторую часть задержки, которая выполняет задержку вывода второй части вывода звука относительно вывода третьей части вывода звука.
В соответствии с настоящим изобретением становится возможным получить более плоский экран и согласовать локализованное положение звукового изображения с положением экрана, без какого-либо ухудшения качества звука.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 показан вид спереди, представляющий телевизионный приемник в соответствии с настоящим вариантом выполнения;
на фиг.2 показан вид сбоку, представляющий состояние, в котором переднюю поверхность телевизионного приемника в соответствии с настоящим вариантом выполнения рассматривают с левой стороны;
на фиг.3 показана схема, представляющая трехполосную систему телевизионного приемника, сформированную из громкоговорителей панели, основных громкоговорителей и низкочастотного громкоговорителя;
на фиг.4 показана схема, представляющая поток обработки сигналов, выполняемый DSP (цифровой сигнальный процессор, ЦСП);
на фиг.5 показана характеристика, представляющая частотные характеристики громкоговорителей панели;
на фиг.6 показана характеристика, представляющая частотные характеристики основных громкоговорителей;
на фиг.7 показана характеристика, как сравнительный пример, который представляет в отношении частотных характеристик громкоговорителей панели, показанных на фиг.5, характеристики, когда усиление на 2,7 кГц равно 0 дБ;
на фиг.8 показана схема, иллюстрирующая эффект предшествования;
на фиг.9 показана схема, которая схематично представляет локализованное положение звукового изображения основных громкоговорителей 130, возникающее в результате эффекта предшествования;
на фиг.10 показана схема, представляющая виртуальное положение звукового изображения, формируемого основными громкоговорителями, которые представляют собой точечные источники звука;
на фиг.11 показана схема, представляющая расстояние между виртуальным положением р звукового изображения и громкоговорителями панели;
на фиг.12 показана характеристика, представляющая взаимосвязь между значением 1 по фиг.11 и оптимальной величиной задержки;
на фиг.13 показана таблица, представляющая результаты для различных размеров панели дисплея для расчета оптимального времени задержки, для локализации источника звука в центре в направлении высоты;
на фиг.14 показана характеристика, представляющая, частотные характеристики низкочастотного громкоговорителя; и
на фиг.15 показана блок-схема, представляющая телевизионный приемник в соответствии с настоящим вариантом выполнения.
Подробное описание изобретения
Ниже будут подробно описаны предпочтительные варианты выполнения настоящего изобретения со ссылкой на приложенные чертежи. Следует отметить, что в данном описании и на приложенных чертежах конструктивные элементы, которые имеют, по существу, одинаковую функцию и структуру, обозначены одинаковыми номерами ссылочных позиций, и повторное пояснение этих конструктивных элементов исключено.
Следует отметить, что пояснение будет представлено в следующем порядке.
1. Общая конструкция телевизионного приемника
2. Трехполосная система громкоговорителей в телевизионном приемнике
3. Конструкция для подъема локализованного положения звукового изображения основных громкоговорителей
4. Конструкция для подъема локализованного положения звукового изображения низкочастотного громкоговорителя
5. Функциональная блок-схема телевизионного приемника
1. Общая конструкция телевизионного приемника
Вначале, со ссылкой на фиг.1 и фиг.2, будет описана конструкция телевизионного приемника 100 в соответствии с настоящим вариантом выполнения настоящего изобретения. На фиг.1 показан вид спереди, представляющий телевизионный приемник 100 в соответствии с настоящим вариантом выполнения. На фиг.2 показан вид сбоку, представляющий состояние, в котором переднюю поверхность телевизионного приемника 100 в соответствии с первым вариантом выполнения рассматривают с левой стороны.
Телевизионный приемник 100 представляет собой пример устройства воспроизведения видеоизображения/звука, и отображает видеоизображение в части ПО дисплея (на панели дисплея) на основе телевизионных сигналов широковещательной передачи и видео- и аудиосигналов, подаваемых из внешнего устройства и т.д. Панель 110 дисплея может представлять собой, например, жидкокристаллическую панель дисплея, но панель ПО дисплея не ограничена этим примером. Кроме того, телевизионный приемник 100 выводит звук через громкоговорители 120 панели (панель SP-R и панель SP-L), основные громкоговорители (основной SP-R и основной SP-L) 130 и низкочастотный громкоговоритель (низкочастотный монофонический громкоговоритель) 140. Следует отметить, что в настоящем варианте выполнения, телевизионный приемник 100 представляет собой пример устройство воспроизведения видеоизображения/звука, но устройство воспроизведения видеоизображения/звука не ограничивается примером телевизионного приемника 100. Устройство воспроизведения видеоизображения/звука может представлять собой, например, устройство дисплея, которое не имеет функции приема телевизионных сигналов широковещательной передачи, но может воспроизводить видеоизображение и звук содержания, записанного на носителе записи, или содержания, которое распространяют путем потоковой передачи данных и т.д. Устройство воспроизведения видеоизображения/звука может, в качестве альтернативы, представлять собой персональный компьютер или портативное устройство, такое как КПК и т.д. Кроме того, устройство вывода видеоизображения/звука, в соответствии с настоящим вариантом выполнения, может представлять собой, например, устройство, которое сформировано из конструктивных элементов, в основном, относящихся к выводу звуков, таких как проигрыватель для головных телефонов, в котором локализованное положение звукового изображения можно перемещать, даже когда не выполняют отображение изображения.
Как показано на фиг.1 и фиг.2, громкоговорители 120 панели предусмотрены на верхнем участке задней поверхности панели ПО дисплея, один с левой стороны и другой с правой стороны. Громкоговорители 120 панели представляют собой громкоговорители, которые выводят высокочастотный звук в стереофоническом режиме. Громкоговорители 120 панели сформированы из пьезоэлементов (пьезоэлектрических элементов), которые вибрируют в вертикальном направлении, и установлены на металлической задней панели 122, которая предусмотрена на задней поверхности панели ПО дисплея. Когда громкоговорители 120 панели вибрируют в вертикальном направлении, возникает движение кривизны задней панели 122 из-за разности в жесткости задней панели 122 и пьезоэлементов. В результате, задняя панель 122 вибрирует в направлении, перпендикулярном ее поверхности, и звук генерируется в результате этой вибрации. В соответствии с этим, громкоговорители 120 панели функционируют как громкоговорители - поверхностный источник звука из-за вибрации задней панели 122. Таким образом, в громкоговорителях 120 панели, существует перпендикулярная (ортогональная) взаимосвязь между направлением вибрации пьезоэлементов и направлением распространения звука, возникающего в результате вибрации задней панели 122. В настоящем описании и на приложенных чертежах возбуждение выводимого звука громкоговорителями 120 панели на основе такой взаимосвязи называется вертикальным возбуждением.
Кроме того, основные громкоговорители 130 предусмотрены на нижнем участке задней поверхности панели 100 дисплея, один с левой стороны, и другой с правой стороны. Основные громкоговорители 130 представляют собой громкоговорители, которые выводят звук в средней частотной полосе в стереофоническом режиме. Основные громкоговорители 130 представляют собой громкоговорители - точечные источники звука, и могут представлять собой обычные громкоговорители общего назначения. Как более подробно поясняется ниже в настоящем варианте выполнения, благодаря эффекту предшествования громкоговорителей 120 панели, основные громкоговорители 130 можно регулировать таким образом, чтобы казалось, что положение источника звука основных громкоговорителей 130 находится в центре панели 110 дисплея в направлении высоты. Следует отметить, что в настоящем варианте выполнения громкоговорители 120 панели расположены на верхнем участке панели 110 дисплея, и основные громкоговорители 130 расположены на нижнем участке панели 110 дисплея, но основные громкоговорители 130 могут быть расположены на верхнем участке, и громкоговорители 120 панели могут быть расположены на нижнем участке. Кроме того, основные громкоговорители 130 могут представлять собой громкоговорители - поверхностные источники звука.
Низкочастотный громкоговоритель 140 расположен в достаточной степени ниже панели ПО дисплея. Когда панель ПО дисплея установлена на стене, низкочастотный громкоговоритель 140 может быть установлен, например, на полу. Низкочастотный громкоговоритель 140 представляет собой громкоговоритель, который выводит низкочастотный монофонический звук. Когда в телевизионном приемнике 100 предусмотрено такое устройство, как адаптер переменного тока, низкочастотный громкоговоритель 140 может быть интегрирован с устройством этого типа.
2. Трехполосная система громкоговорителей телевизионного приемника
На фиг.3 показана схема, представляющая трехполосную систему телевизионного приемника 100, причем эта трехполосная система включает в себя громкоговорители 120 панели, основные громкоговорители 130 и низкочастотный громкоговоритель 140. Как показано на фиг.3, телевизионный приемник 100 включает в себя цифровой сигнальный процессор (DSP) 150, и усилители 160, 162 и 164.
Звуковые сигналы, получаемые из сигналов широковещательной передачи, подают в DSP 150. Звуковые сигналы, соответственно, вводят в усилитель 160 громкоговорителей 120 панели, усилитель 162 основных громкоговорителей 130 и усилитель 164 низкочастотного громкоговорителя 140. Затем выход каждого из усилителей 160, 162 и 164 подают в громкоговорители 120 панели, основные громкоговорители 130 и низкочастотный громкоговоритель 140, соответственно, и звук выводят через громкоговорители 120 панели, основные громкоговорители 130 и низкочастотный громкоговоритель 140.
На фиг.4 показана схема, представляющая поток обработки сигналов, выполняемый DSP 150. Как показано на фиг.4, части 151, 152 и 153 обработки задержки предусмотрены в DSP 150 для каждого из аудиосигналов, выводимых в громкоговорители 120 панели, основные громкоговорители 130 и низкочастотный громкоговоритель 140, соответственно, и время задержки каждого из звуковых сигналов устанавливают с помощью частей 151-153 обработки задержки. Кроме того, частоту каждого из аудиосигналов регулируют в частях 154, 155 и 156 регулирования частоты. Кроме того, громкость каждого из звуковых сигналов устанавливают в частях 157, 158 и 159 установки громкости. Затем, путем оптимальной установки времени задержки, частоты и громкости аудиосигналов, подаваемых в громкоговорители 120 панели, основные громкоговорители 130 и низкочастотный громкоговоритель 140, телевизионный приемник 100 в соответствии с настоящим вариантом выполнения достигает акустического эффекта, в соответствии с которым кажется, что звук из громкоговорителей 120 панели, основных громкоговорителей 130 и низкочастотного громкоговорителя 140 выводят в непосредственной близости к центру панели 110 дисплея в направлении высоты.
Ниже более подробно поясняется трехполосная система телевизионного приемника 100. Вначале будут соответственно описаны конструкции громкоговорителей 120 панели, основных громкоговорителей 130 и низкочастотного громкоговорителя 140.
Громкоговорители 120 панели, также называемые высокочастотными громкоговорителями задней крышки, выполнены путем закрепления пьезоэлементов на задней панели 122 с применением заклинивающего давления. Два левый и правый пьезоэлемента расположены симметрично относительно центра панели 110 дисплея в горизонтальном направлении, и каждый из пьезоэлементов выполняет движения расширения/сжатия в вертикальном направлении. Кроме того, пьезоэлементы расположены в самом высоком положении панели 110 дисплея и удалены насколько это возможно от центра 110 панели дисплея в горизонтальном направлении. Затем, для достижения разделения, центр левого и правого пьезоэлементов зафиксирован с помощью винта на задней крышке. Благодаря движениям расширения/сжатия в вертикальном направлении пьезоэлементов, в которых используется такая конструкция, обеспечивается вертикальное возбуждением колебаний задней крышки.
Затем громкоговорители 120 панели с такой конструкцией, в основном, выводят звук высокой частоты 1,5 кГц или выше. Затем, поскольку может быть обеспечена вибрация самой задней панели 122 в результате вертикального возбуждения, задняя панель 122 может выполнять функцию поверхностного источника звука, и, таким образом, становится возможным формировать восприятие того, что звук можно слышать от всего экрана.
Основные громкоговорители 130 расположены по высоте между громкоговорителями 120 панели и низкочастотным громкоговорителем 140. В настоящем варианте выполнения основные громкоговорители 130 расположены на задней поверхности нижнего участка панели 110 дисплея, как описано выше. Основные громкоговорители 130 имеют функции определения, для звука, генерируемого телевизионным приемником 100, ощущения объема всего звука и качества звука в звуковом изображении. Поэтому предпочтительно, чтобы направление звуковой оси, формируемой основными громкоговорителями 130, было как можно ближе к положению просмотра и прослушивания пользователя.
Основные громкоговорители 130, в основном, выводят звук в средней полосе частот приблизительно от 200 Гц до 2 кГц. Основные громкоговорители 130 составляют важные факторы, влияющие на ощущение объема локализованного звука и качество звука, и фокус звукового изображения. В настоящем варианте выполнения динамические громкоговорители, которые выводят звук правого и левого стереоканалов, используют как основные громкоговорители 130.
Низкочастотный громкоговоритель 140 расположен как можно ниже в трехполосной системе громкоговорителя. Низкочастотный громкоговоритель 140 выполняет функцию формирования ощущения низкочастотных звуков всего звука. Поскольку низкочастотные звуки обладают низкой направленностью звука, низкочастотный громкоговоритель 140 может быть распложен свободно. В результате, как описано выше, низкочастотный громкоговоритель 140 может быть интегрирован в такое устройство, как адаптер переменного напряжения и т.д., и может быть расположен ниже панели 110 дисплея. Поскольку он обладает низкой направленностью, существует относительно мало ограничений в отношении направления, в котором этот звук генерируют, и, таким образом, направление генерирования звука может представлять собой выбранное направление.
Низкочастотный громкоговоритель 140, в основном, выводит звук низкой частоты 300 Гц или ниже, используя частотный диапазон с низкой направленностью, формируя, таким образом, ощущение низкочастотной полосы, которая требуется для звука. Затем, как более подробно описано позже, путем регулирования задержки между высокочастотным звуком, выводимым громкоговорителями 120 панели и звуком средней частоты, выводимым основными громкоговорителями 130, локализованное положение звука низкой частоты поднимают, и получают конструкцию, в которой кажется, что звук низкой частоты генерируют из центра панели 110 дисплея. В настоящем варианте выполнения входной сигнал низкочастотного громкоговорителя 140 является монофоническим, и низкочастотный громкоговоритель 140 представляет собой динамический громкоговоритель.
3. Конструкция для подъема локализованного положения звукового изображения основных громкоговорителей
Ниже поясняется обработка задержки, выполняемая DSP 150. Вначале поясняется обработка задержки звука основных громкоговорителей 130 относительно звука громкоговорителей 120 панели. Обычно, когда высокочастотные громкоговорители и громкоговорители средней частоты расположены, соответственно, выше и ниже панели дисплея, звуки высокой частоты и среднего диапазона слышны сверху и снизу независимо, и, таким образом, теряется ощущение объединенного звучания. В настоящем варианте выполнения обеспечиваются области наложения (пересечения) частот громкоговорителей 120 панели и основных громкоговорителей 130, и звук основных громкоговорителей 130 подают с задержкой относительно звука громкоговорителей 120 панели. Таким образом, поднимают локализованное положение звукового изображения основных громкоговорителей 130, и, таким образом, возникает ощущение, что звук слышен приблизительно в центре панели 110 дисплея в направлении высоты.
На фиг.5 показана характеристика, представляющая частотные характеристики громкоговорителей 120 панели. На фиг.6 показана характеристика, представляющая частотные характеристики основных громкоговорителей 130. Как показано на фиг.5, в частотных характеристиках громкоговорителей 120 панели усиление понижается в полосе частот, которая ниже приблизительно 2,7 кГц. С другой стороны, в характеристиках частот основных громкоговорителей 130 усиление понижается на частотах выше приблизительно 1 кГц. Как показано на фиг.5 и фиг.6, звук в полосах частот от 1 кГц до 3 кГц выводят одновременно из громкоговорителей 120 панели и из основных громкоговорителей 130 и, таким образом, звук в этой полосе пропускания накладывается и поступает из громкоговорителей 120 панели и основных громкоговорителей 130. Как показано на фиг.5, в громкоговорителях 120 панели усиление в полосе от 1 кГц до 2 кГц составляет приблизительно от -3 дБ до 0 дБ. Как показано на фиг.6, в основных громкоговорителях 130 усиление от 1 кГц до 2 кГц составляет приблизительно от 0 дБ до -2 дБ.
Телевизионный приемник 100 в соответствии с настоящим вариантом выполнения регулирует задержку, используя части 151 и 152 обработки задержки DSP 150, и выводит звук из громкоговорителей 120 панели с опережением относительно звука из основных громкоговорителей 130 на чрезвычайно малый период времени. В этом случае, период времени опережения представляет собой период времени 2 мс или меньше. В результате вывода звука громкоговорителями 120 панели с опережением, локализованное положение звука основных громкоговорителей 130 может быть приподнято, благодаря эффекту предшествования, в направлении громкоговорителей 120 панели. В результате, независимо от того, установлены ли основные громкоговорители 130 на нижнем участке панели ПО дисплея или нет, становится возможным создать у зрителя восприятие того, что звук генерируют из положения по высоте приблизительно в центре панели 110 дисплея.
Как описано выше, звук в полосе частот от 1 кГц до 3 кГц выводят одновременно из громкоговорителей 120 панели и основных громкоговорителей 130, и звук в этой полосе частот соответствует полосе с более высоким уровнем гармоник голоса человека. Частота голоса человека составляет приблизительно 150 Гц - 300 Гц для мужчин и приблизительно 600 Гц - 700 Гц для женщин, и высокие гармоники, в основном, соответствуют частотам от 1 кГц до 3 кГц. Звук, выводимый из телевизионного приемника 100, такой как программа новостей, драма и т.д., в основном, включает в себя голоса людей, и частоты с более высокими гармониками голосов и музыкальным сопровождением и т.д., в основном, составляют приблизительно от 1 кГц до 3 кГц. Поэтому, поскольку, как громкоговорители 120 панели, так и основные громкоговорители 130 выводят звук в частотном диапазоне от 1 кГц до 3 кГц, и благодаря выводу звука громкоговорителями 120 панели в незначительным опережением по времени, локализованное положение звукового изображения звука, выводимого основными громкоговорителями 130, приподнимается. В результате этого становится возможным переместить звук основных громкоговорителей 130 в направлении вверх, в направлении высоты панели 110 дисплея. В результате, становится возможным передать для зрителя восприятие того, что звук от основных громкоговорителей 130 и от громкоговорителей 120 панели генерируют из центра экрана дисплея.
На фиг.7 показаны, в качестве сравнительного примера, характеристики, в которых в отношении частотных характеристик громкоговорителей 120 панели, показанных на фиг.5, в случае, когда усиление на частоте 2,7 кГц составляет 0 дБ, усиление понижается на частотах ниже 2,7 кГц. В этом случае, поскольку диапазон пересечения с частотными характеристиками основных громкоговорителей 130 становится небольшим, даже когда обеспечивают задержку, восприятие того, что звук поступает из панели 110 дисплея в целом, снижается, в результате чего возникает ощущение того, что область отображения сжимается в вертикальном направлении. Поэтому, как показано на фиг.5, в состоянии, в котором обеспечивается наложение с частотными характеристиками основных громкоговорителей 130, в результате задержки вывода основных громкоговорителей 130 относительно громкоговорителей 120 панели, у зрителя может быть создано восприятие того, что звук генерируют из всей панели 110 дисплея в целом.
На фиг.8 показана схема, иллюстрирующая эффект предшествования. Здесь эффект предшествования представляет эффект, ощущаемый человеком, при котором источник звука воспринимается как находящийся в направлении звука, который первым поступил в ухо. На фиг.8 показано изменение локализованного положения (направления) звукового изображения (источника звука), когда два источника звука выводят один и тот же звук, и время задержки устанавливается в диапазоне от 0 до 50 [мс].
Как показано на фиг.8, когда время задержки составляет 1,4 [мс] или меньше, изменения локализованного положения относительно времени задержки может быть определенно воспринято. С другой стороны, когда время задержки составляет 10 [мс] или больше, изменения локализованного положения относительно времени задержки не могут быть восприняты. Кроме того, когда время задержки составляет 25 [мс] или больше, локализованное положение источника звука не воспринимается, и он звучит, как если бы звук поступал независимо от двух источников звука. В результате этого, когда время задержки составляет 2 [мс] или меньше, возможно обеспечить изменение локализованного положения.
На фиг.9 показана схема, которая схематично представляет локализованное положение звукового изображения основных громкоговорителей 130, которое поднимается из-за эффекта предшествования. Как описано выше, основные громкоговорители 130 представляют собой точечные источники звука, но в результате вывода заранее звука громкоговорителями 120 панели, локализованное положение звукового изображения основных громкоговорителей 130 поднимается. Кроме того, в качестве громкоговорителей 120 панели используются поверхностные источники звука, при этом звуковое изображение от основных громкоговорителей 130, локализованное положение которых было приподнято, интегрируется со звуком громкоговорителей 120 панели, и при этом, таким образом, возможно влиять на восприятие того, что звук от громкоговорителей 120 панели и основных громкоговорителей 130 генерируют со всего экрана панели 110 дисплея. Следует отметить, что в настоящем описании и на приложенных чертежах подъем положения звукового изображения в результате эффекта предшествования называется установкой вертикального положения.
Величина, на которую поднимают звуковое изображение от основных громкоговорителей 130, может быть свободно изменена, благодаря времени задержки. Когда время задержки увеличивают, эффект предшествования становится сильнее, и источник звука дополнительно поднимается вверх. Например, в результате увеличения времени задержки, источник звука может быть установлен в непосредственной близости к верхней кромке панели 110 дисплея, и в результате дальнейшего увеличения времени задержки источник звука может быть установленным выше верхней кромкой панели 110 дисплея.
Как описано выше, громкоговорители 120 панели представляют собой плоские громкоговорители панели (поверхностный источник звука), которые обеспечивают вибрацию задней панели 122 в результате вертикального возбуждения, и при этом можно использовать громкоговорители, в которых применяются пьезоэлементы. Следует отметить, что громкоговорители 120 панели не ограничиваются этим примером, и могут представлять собой громкоговорители, в которых используется другой способ. Однако, благодаря тому, что громкоговорители 120 панели представляют собой поверхностные источники звука, при повышении локализованного положения звукового изображения основных громкоговорителей 130 становится возможным интегрировать звук и реализовать высокое качество звука.
В результате, в соответствии с настоящим вариантом выполнения, если рассматривать спереди панель 110 дисплея, даже если, как громкоговорители 120 панели, так и основные громкоговорители 130 не видны для пользователя, у пользователя может быть создано восприятие того, что источник звука приблизительно находится в центре панели 110 дисплея. Поэтому может быть достигнут косметический дизайн, который является чрезвычайно удовлетворительным для пользователя, в котором громкоговорители не видны вообще.
В соответствии с настоящим вариантом выполнения, подъем локализованного положения звукового изображения, используя вертикальную установку положения можно применять повсеместно для дисплеев с большими размерами. При учете всестороннего применения для дисплеев различных размеров оптимальная величина задержки имеет корреляцию с виртуальным положением источника звука для звука, формируемого основными громкоговорителями 130, и физическим расстоянием между левым и правым громкоговорителями 120 панели. Ниже этот момент поясняется более подробно со ссылкой на фиг.10 - фиг.12.
На фиг.10 показана схема, представляющая положение виртуального источника звука, образуемого основными громкоговорителями 130, которые представляют собой точечные источники звука. Как показано на фиг.10, звуковое поле, формируемое точечными источниками звука, представляет собой правильный треугольник. Расстояние X между точечными источниками звука формирует одну сторону правильного треугольника, и вершина Р представляет собой положение виртуального источника звука.
Здесь,
X представляет собой расстояние между двумя точечными источниками L и R звука (расстояние между левым и правым основными громкоговорителями 130), и
Н представляет собой расстояние между прямой линией, которая соединяет левый и правый основные громкоговорители 130, и положением Р виртуального звукового изображения.
Учитывая это, была получена следующая Формула (1):
На фиг.11 показана схема, представляющая расстояние между положением Р виртуального источника звука и громкоговорителями 120 панели, и схематично представлено состояние, в котором панель ПО дисплея рассматривают с поверхности левой стороны. На фиг.11 аналогично фиг.10, здесь Н представляет собой расстояние между прямой линией, которая соединяет левый и правый основные громкоговорители 130, и положением Р виртуального звукового изображения.
Кроме того, на фиг.11:
Y представляет собой расстояние между прямой линией, которая соединяет левый и правый основные громкоговорители 130, и прямой линией, которая соединяет левый и правый громкоговорители 120 панели, и
L представляет собой расстояние между прямой линией, которая соединяет левый и правый громкоговорители 120 панели и положением Р виртуального звукового изображения.
Таким образом, получают следующую Формулу (2):
√
На фиг.12 показана характеристика, представляющая взаимосвязь между значением описанного выше L и оптимальным значением задержки. На фиг.12 показан случай, в котором, когда значение L для каждой величины установлено в диапазоне приблизительно 20 см - 70 см, измеряют оптимальное значение задержки, которое обеспечивает положение источника звука в центре панели 110 дисплея, в направлении высоты, благодаря эффекту предшествования. Как показано на фиг.12, в результате увеличения величины задержки, по мере того, как значение L становится больше, локализованное положение звукового изображения основных громкоговорителей 130 может быть приподнято, и источник звука может быть установлен в центре панели 110 дисплея в направлении высоты.
На фиг.13 показана таблица, которая представляет для различных размеров панели 110 дисплея результаты расчета оптимального времени задержки для локализации источника звука в центре панели 110 дисплея в направлении высоты. Здесь, для каждого из примеров 1-7, показанных на фиг.13, X=25 см и Н=21,65 см. Как можно ясно видеть по результатам примеров 3-9, когда значение L равно или меньше, чем приблизительно 63 см, в результате регулирования времени задержки с установкой его равным 1,8 [мс] или меньше, положение звукового изображения может быть установлено в центре панели ПО дисплея, в направлении высоты. С другой стороны, когда значение L больше, чем приблизительно 65 см, локализованное положение не может быть поднято, если только время задержки не будет больше, чем 2000 мкс, и, кроме того, возникает отрицательный эффект, состоящий в том, что звук громкоговорителей 120 панели и основных громкоговорителей 130 воспринимается как отдельный звук. Поэтому, для установки звукового изображения в центре панели 110 дисплея, в состоянии, в котором звук громкоговорителей 120 панели и основных громкоговорителей 130 слышим объединенным, предпочтительно, чтобы значения задержки составляло 2000 мкс или меньше.
4. Структура подъема локализованного положения звукового изображения низкочастотного громкоговорителя
Далее поясняется взаимозависимость между низкочастотным громкоговорителем 140 и основными громкоговорителями 130. Как описано выше, для громкоговорителей 120 панели и основных громкоговорителей 130 формируют область наложения частот для обоих наборов громкоговорителей. Затем, в результате вывода звука громкоговорителей 120 панели с опережением относительно звука основных громкоговорителей 130, становится возможным локализовать звуковое изображение в центре панели ПО дисплея, без каких-либо ограничений, связанных с размером панели 110 дисплея.
В настоящем варианте выполнения, в дополнение к вышеописанному, в результате оптимальной регулировки времени вывода низкочастотным громкоговорителем 140, становится возможным локализовать звуковое изображение, генерируемое низкочастотным громкоговорителем 140, в центре панели 110 дисплея. Таким образом, пользователь также может воспринимать источник генерирования глубоких низкочастотных звуков с частотами в низком диапазоне, как находящийся в центре панели 110 дисплея, и при этом возможно слушать реальный звук вместе с просмотром видеоизображений.
Для реализации описанного выше, также регулируют задержку между низкочастотным громкоговорителем 140 и основными громкоговорителями 130. На фиг.14 показана характерная схема, представляющая частотные характеристики низкочастотного громкоговорителя 140. Низкочастотный громкоговоритель 140 на фиг.14, в основном, генерирует звук с частотой 300 Гц или меньше. Затем для подъема локализованного положения низкочастотного звукового изображения, выполняют управление, состоящее в том, что звук низкочастотного громкоговорителя 140 генерируется с опережением относительно звука основных громкоговорителей 130 на чрезвычайно небольшой период времени. Здесь также чрезвычайно небольшой период времени составляет 2 мс или меньше.
Во время генерирования низкочастотного звука в низкочастотном громкоговорителе 140 возникает задержка от момента передачи сигнала до фактического генерирования звука. Кроме того, в трехполосной системе, в результате задержки и т.д. при передаче сигнала возникает задержка в системе в целом, и, таким образом, возникает задержка на выходе звука из низкочастотного громкоговорителя 140. По этой причине предусматривают заданное время задержки, и благодаря выводу звука из низкочастотного громкоговорителя 140 с опережением, становится возможным согласовать моменты времени вывода звука низкочастотного громкоговорителя 140 и основных громкоговорителей 130.
Если моменты времени вывода низкочастотного громкоговорителя 140 и основных громкоговорителей 130 будут согласованы, возникает ощущение объединения звука низкочастотного громкоговорителя 140 и основных громкоговорителей 130, и присутствие каждого из отдельных звуков теряется. Затем, поскольку низкочастотный звук, генерируемый низкочастотным громкоговорителем 140, не обладает направленностью, и звук среднего диапазона частот, генерируемый основными громкоговорителями 130, обладает направленностью, в состоянии, в котором теряется присутствие каждого из отдельных звуков, зритель ощущает, что звук выводится вместе из основных громкоговорителей 130, которые обладают направленностью. В результате, путем вывода звука низкочастотного громкоговорителя 140 с опережением относительно звука основных громкоговорителей 130 на заданный период времени, становится возможным обеспечить восприятие того, что низкочастотный звук также генерируют из центра панели ПО дисплея.
Кроме того, как показано на фиг.13, звук на частоте 300 Гц и выше также выводят из низкочастотного громкоговорителя 140, и звук в этой полосе пропускания накладывается на звук, генерируемый из основных громкоговорителей 130. Как описано выше, в результате вывода звука из низкочастотного громкоговорителя 140 с опережением относительно звука от основных громкоговорителей 130, задержку вывода низкочастотного громкоговорителя 140 и задержку в системе в целом устраняют, и моменты вывода звука низкочастотного громкоговорителя 140 и основных громкоговорителей 130 соответствуют друг другу. В таком состояния, если звук низкочастотного громкоговорителя 140 выводят с дополнительным опережением, звук, который генерируют в момент времени, в который низкочастотный звук низкочастотного громкоговорителя 140 достигает положения панели ПО дисплея генерируют с опережением относительно звука основных громкоговорителей 130. В этом состоянии, поскольку звук низкочастотного громкоговорителя 140, который достиг положения панели ПО дисплея, был сгенерирован с опережением относительно звука от основных громкоговорителей 130, становится возможным регулировать локализованное положение звукового изображения низкочастотного звука в вертикальном направлении путем регулирования времени вывода звука низкочастотного громкоговорителя 140.
Более конкретно, в состоянии, в котором звук низкочастотного громкоговорителя 140, который достигает панели ПО дисплея, генерируют с опережением относительно звука от основных громкоговорителей 130, чем в большей степени звук низкочастотного громкоговорителя 140 опережает звук основных громкоговорителей 130, а именно, чем в большей степени выход основных громкоговорителей 130 задержан относительно низкочастотного громкоговорителя 140, тем выше становится возможным разместить звуковое изображение низкочастотного громкоговорителя 140. Таким образом, путем генерирования звука низкочастотного громкоговорителя 140 с дополнительным опережением становится возможным установить источник генерирования низкочастотного звука в непосредственной близости к верхней кромке панели 110 дисплея, и в результате генерирования звука низкочастотного громкоговорителя 140 с еще большим опережением становится возможным установить источник генерирования низкочастотного звука выше верхней кромки панели ПО дисплея.
Как описано выше, звук генерируют из всех громкоговорителей 120 панели, основных громкоговорителей 130 и низкочастотного громкоговорителя 140 в состоянии, в котором регулируют задержку между основными громкоговорителями 130 и громкоговорителями 120 панели, и регулируют задержку между основными громкоговорителями 130 и низкочастотным громкоговорителем 140. В результате, становится возможным обеспечить восприятие зрителем всех звуков (в высокочастотном диапазоне, среднечастотном диапазоне и в низкочастотном диапазоне звука), как генерируемых вместе с панели 110 дисплея. Таким образом, становится возможным полностью оптимизировать положение видеоизображения и положение звука, и это позволяет просматривать содержание с чрезвычайно высоким ощущением реальности, в котором кажется, как будто звук генерируют из самого видеоизображения.
5. Функциональная блок-схема телевизионного приемника
Далее, со ссылкой на фиг.15, поясняется структура телевизионного приемника 100 в соответствии с настоящим вариантом выполнения. На фиг.15 показана блок-схема, представляющая телевизионный приемник 100 в соответствии с настоящим вариантом выполнения. Телевизионный приемник 100 включает в себя, например, тюнер 260, демодулятор 264, часть 202 вывода звука, основные громкоговорители 130, громкоговорители 120 панели и низкочастотный громкоговоритель 140. Кроме того, телевизионный приемник 100 включает в себя часть 266 обработки видеосигналов, часть 268 управления дисплеем, панель ПО дисплея, часть 210 управления и часть 212 операций.
Телевизионный приемник 100 подключен к антенне 300 и принимает сигналы телевизионной широковещательной передачи. Кроме того, телевизионный приемник 100 подключен к устройству 320 воспроизведения носителей записи, и принимает видео/аудиосигналы воспроизведения содержания, записанного на носителях записи. Устройство 320 воспроизведения носителей записи представляет собой, например, устройство воспроизведения оптического диска, такого как DVD, или устройство воспроизведения диска Blu-ray, или устройство воспроизведения жесткого диска и т.д. Кроме того, телевизионный приемник 100 может быть подключен к сети (не показана на чертежах), такой как Интернет, и может принимать видеосигналы содержания, которые распределяют путем потоковой передачи данных и содержания, которое может быть загружено.
Тюнер 260 принимает сигналы телевизионной широковещательной передачи через антенну 300. Тюнер 260 выделяет и усиливает сигналы широковещательной передачи на определенной частоте. Тюнер 260 передает сгенерированные таким образом сигналы в демодулятор 264.
Демодулятор 264 принимает сигналы широковещательной передачи из тюнера 260 или принимает сигналы воспроизведения видеоизображения из устройства 320 воспроизведения носителей записи. Демодулятор 264 затем выполняет обработку демодуляции сигналов широковещательной передачи или видео/аудиосигналов. Кроме того, демодулятор 264 выполняет обработку демультиплексирования и разделяет демультиплексированные сигналы на видеосигналы и аудиосигналы. Кроме того, демодулятор 264 выполняет обработку, для декодирования сигналов, которые были кодированы в соответствии со стандартом, таким как стандарт MPEG и т.д. Демодулятор 264 передает обработанные сигналы в часть 202 вывода звука и в часть 266 обработки видеосигналов.
Часть 202 вывода звука выполняет специфичную обработку сигналов для демодулированных аудиосигналов и выводит обработанные аудиосигналы в громкоговорители 120 панели, в основные громкоговорители 130 и в низкочастотный громкоговоритель 140. Часть 202 вывода звука включает в себя каждый из конструктивных элементов, представленных на фиг.3 и фиг.4.
На основе аудиосигналов, принятых из части 202 вывода звука, громкоговорители 120 панели, основные громкоговорители 130 и низкочастотный громкоговоритель 140 выводят звук программы телевизионной широковещательной передачи, содержание, записанное на носителях записи, и т.д.
Часть 266 обработки видеосигналов выполняет для видеосигналов, принятых из демодулятора 264, обработку масштабирования в соответствии с количеством пикселей панели 110 дисплея, обработку коррекции цветов и обработку улучшения кромки и т.д. Часть 266 обработки видеосигналов передает обработанные видеосигналы в часть 268 управления дисплеем.
На основе видеосигналов, принятых из части 266 обработки видеосигналов, часть 268 управления дисплеем управляет панелью 110 дисплея и обеспечивает отображение видеоизображения на панели 110 дисплея. Панель 110 дисплея представляет собой, например, жидкокристаллический дисплей (LCD), дисплей органической EL (ЭЛ, электролюминесценции), плазменный дисплей или тому подобное. Панель 110 дисплея отображает видеоизображение программы телевизионной широковещательной передачи или содержание, записанное на носителях записи, и так далее. Кроме того, панель 110 дисплея отображает экран меню установки для телевизионного приемника 100 или для устройства 320 воспроизведения носителей записи и т.д., которое подключено к телевизионному приемнику 100.
Часть 210 управления имеет микрокомпьютер, который сформирован, например, из комбинации центрального процессорного устройства (ЦПУ), постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) и оперативного запоминающего устройства (ОЗУ). Часть 210 управления выполняет функцию в соответствии с программой, как арифметическое устройство обработки и устройство управления, и управляет каждым из описанных выше конструктивных элементов телевизионного приемника 100. Кроме того, часть 210 управления управляет каждым из конструктивных элементов телевизионного приемника 100 на основе сигналов, принимаемых из части 212 операций.
Часть 212 операций принимает операцию пользователя и передает сигналы операции в часть 210 управления на основе операции пользователя. Часть 212 операций сформирована, например, из множества кнопок и переключателей, предусмотренных на основном корпусе телевизионного приемника 100, мыши или пульта дистанционного управления, который позволяет выполнять беспроводную передачу данных в часть 210 управления.
В соответствии с описанным выше вариантом выполнения, становится возможным локализовать положения звуковых изображений громкоговорителей 120 панели, основных громкоговорителей 130 и низкочастотного громкоговорителя 140 с положением панели 110 дисплея. В результате, качество звука не теряется, и для зрителя может быть представлен звук, который вызывает высокое ощущение реальности, в котором положение видеоизображения представляет собой источник звука.
Для специалистов в данной области техники будет понятно, что различные модификации, комбинации, подкомбинации и изменения могут возникнуть в зависимости от конструктивных требований и других факторов, если они находятся в пределах объема приложенной формулы изобретения или ее эквивалентов.
Настоящая заявка содержит предмет изобретения, относящийся к тому, что раскрыто в приоритетной заявке на японский патент JP 2009-178136, поданной в японское патентное ведомство 30 июля 2009 г., полное содержание которой приведено здесь в качестве ссылочного материала.