説明

電子装置

【課題】複数の使用者が同一のコンテンツを同時に視聴する場合において、各使用者に対し異なる音量または音質の音声を再生する。
【解決手段】パラメトリックスピーカの変調波を出力する複数の発振装置12と、画像データを表示する表示部40と、複数の使用者の位置を認識する認識部30と、画像データに紐付いた音声データを再生するよう発振装置12を制御する制御部20と、を備え、制御部20は、認識部30が認識した各使用者の位置に向けて、使用者ごとに設定された音量または音質により音声データを再生するよう発振装置12を制御する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、発振装置を備えた電子装置に関する。
【背景技術】
【0002】
音声出力手段を備えた電子装置に関する技術としては、例えば特許文献1〜5に記載されるものがある。特許文献1に記載の技術は、携帯端末とユーザとの距離を測定し、これに基づいて表示の明るさやスピーカの音量を制御するというものである。特許文献2に記載の技術は、ミュージック性検出手段とスピーチ性検出手段により、入力された音声信号がスピーチに対応するものか、非スピーチに対応するものかを判別し、これに基づいて出力する音声を調整するというものである。特許文献3に記載の技術は、指向性の高いスピーカと通常のスピーカを備えたスピーカ制御装置により、難聴者および健聴者の双方にとって適切な音声を再生するというものである。
【0003】
特許文献4および5には、パラメトリックスピーカに関する技術が記載されている。特許文献4に記載の技術は、パラメトリックスピーカの搬送波信号の周波数を、復調距離に応じて制御するというものである。特許文献5に記載の技術は、十分に高いキャリア周波数を有するパラメトリックオーディオシステムに関するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2005−202208号公報
【特許文献2】特開2010−231241号公報
【特許文献3】特開2008−197381号公報
【特許文献4】特開2006−81117号公報
【特許文献5】特開2010−51039号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
複数の使用者が同一のコンテンツを同時に視聴する場合において、各使用者に対し異なる音量または音質の音声を再生することが求められている。
【0006】
本発明の目的は、複数の使用者が同一のコンテンツを同時に視聴する場合において、各使用者に対し異なる音量または音質の音声を再生することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明によれば、パラメトリックスピーカの変調波を出力する複数の発振装置と、
第1画像データを表示する表示部と、
複数の使用者の位置を認識する認識部と、
前記第1画像データに紐付いた音声データを再生するよう前記発振装置を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記認識部が認識した各前記使用者の位置に向けて、前記使用者ごとに設定された音量または音質により前記音声データを再生するよう前記発振装置を制御する電子装置が提供される。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、複数の使用者が同一のコンテンツを同時に視聴する場合において、各使用者に対し異なる音量または音質の音声を再生することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】第1の実施形態に係る電子装置の動作方法を示す模式図である。
【図2】図1に示す電子装置を示すブロック図である。
【図3】図2に示すパラメトリックスピーカを示す平面図である。
【図4】図3に示す発振装置を示す断面図である。
【図5】図4に示す圧電振動子を示す断面図である。
【図6】図1に示す電子装置の動作方法を示すフロー図である。
【図7】第2の実施形態に係る電子装置を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【0011】
図1は、第1の実施形態に係る電子装置100の動作方法を示す模式図である。また、図2は、図1に示す電子装置100を示すブロック図である。本実施形態に係る電子装置100は、複数の発振装置12を有するパラメトリックスピーカ10と、表示部40と、認識部30と、制御部20と、を備えている。電子装置100は、例えばテレビ、デジタルサイネージでの表示装置、または携帯端末装置等である。携帯端末装置としては、例えば携帯電話機等が挙げられる。
【0012】
発振装置12は、超音波16を出力する。超音波16は、パラメトリックスピーカの変調波である。表示部40は、画像データを表示する。認識部30は、複数の使用者の位置を認識する。制御部20は、表示部40により表示される画像データに紐付いた音声データを再生するよう発振装置12を制御する。
制御部20は、認識部30が認識した各使用者の位置に向けて、使用者ごとに設定された音量および音質により当該音声データを再生するよう発振装置12を制御する。以下、図1〜5を用いて、電子装置100の構成について詳細に説明する。
【0013】
図1に示すように、電子装置100は、筐体90を備えている。パラメトリックスピーカ10、表示部40、認識部30、および制御部20は、例えば筐体90の内部に配置される(図示せず)。
【0014】
電子装置100は、コンテンツデータを受信し、または記憶している。当該コンテンツデータは、音声データおよび画像データを含んでいる。コンテンツデータのうちの画像データは、表示部40によって表示される。また、コンテンツデータのうち音声データは、上記画像データと紐付けられ、複数の発振装置12によって出力される。
【0015】
図2に示すように、認識部30は、撮像部32および判定部34を有している。撮像部32は、複数の使用者を含む領域を撮像して画像データを生成する。判定部34は、撮像部32により撮像された画像データを処理することにより、各使用者の位置を判定する。各使用者の位置の判定は、例えば各使用者を識別する特徴量をあらかじめ個別に記憶保存しておき、この特徴量と画像データを照合させることにより行う。特徴量としては、例えば両目の間隔の大きさ、または両目および鼻を結ぶ三角形の大きさや形状などが挙げられる。
認識部30は、例えば使用者の耳の位置等を特定することもできる。また、認識部30は、撮像部32が撮像する領域内において、使用者が移動した場合に、使用者を自動で追従して使用者の位置を判定する機能を有していてもよい。
【0016】
図2に示すように、電子装置100は、距離算出部50を備えている。距離算出部50は、各使用者と発振装置12との距離を算出する。
図2に示すように、距離算出部50は、例えば音波検出部51を有する。この場合、距離算出部50は、例えば次のように各使用者と発振装置12との距離を算出する。まず、発振装置12から、センサ用の超音波が出力される。次いで、距離算出部50が、各使用者から反射されたセンサ用の超音波を検出する。そして、センサ用の超音波が発振装置12により出力されてから音波検出部51によって検出されるまでの時間に基づいて、各使用者と発振装置12との距離を算出する。なお、電子装置100が携帯電話機である場合、音波検出部51は、例えばマイクロフォンによって構成することができる。
【0017】
図2に示すように、電子装置100は、設定端末52を備えている。設定端末52は、例えば表示部40が表示する画像データに紐付いた音声データの音量または音質を、使用者ごとに設定する。設定端末52による音量または音質の設定は、例えば各使用者によって行われる。これにより、各使用者にとって最適な音量や音質を有する音声を、使用者ごとに設定することが可能となる。
設定端末52は、例えば筐体90の内部に組み込まれている。また、設定端末52は、筐体90の内部に組み込まれていなくてもよい。この場合、設定端末52は、各使用者が有するように複数設けられることができる。
【0018】
図2に示すように、制御部20は、複数の発振装置12、認識部30、表示部40、距離算出部50、および設定端末52と接続している。制御部20は、各使用者の位置に向けて、使用者ごとに設定された音量および音質により音声データを再生するよう、発振装置12を制御する。再生される音声データの音量は、例えば音声データの出力を調整することにより制御される。また、再生される音声データの音質は、例えば変調前の音声データを加工するためのイコライザの設定を変更することにより制御される。
なお、制御部20は、音量および音質のいずれか一方のみを制御するように構成されていてもよい。
【0019】
制御部20による発振装置12の制御は、例えば次のように行われる。
まず、各使用者の特徴量を、IDに対応づけて登録しておく。次いで、使用者ごとに設定された音量および音質を、各使用者のIDと対応づけて記憶しておく。次いで、特定の音量および音質の設定に対応したIDを選択し、選択したIDに対応づけられた特徴量を読み出す。次いで、読み出された識別量を有する使用者を、撮像部32により生成された画像データを処理することにより選択する。選択された当該設定に対応した音声を、当該使用者に対して再生する。
なお、認識部30により使用者の耳の位置が特定される場合、制御部20は、使用者の耳の位置に向けて超音波16を出力するよう発振装置12を制御することもできる。
【0020】
制御部20は、距離算出部により算出された各使用者と発振装置12との距離に基づいて、各使用者に対し再生される音声データの音量および音質を調整する。すなわち、制御部20は、各使用者と発振装置12との距離に基づいて、各使用者の位置へ、使用者ごとに設定された音量または音質により音声データを再生するよう発振装置12を制御する。
例えば各使用者と発振装置12との距離に基づいて音声データの出力を制御することにより、再生される音声データの音量を調整する。これにより、各使用者によって設定された適切な音量により、各使用者に対し音声データを再生することができる。
また、例えば各使用者と発振装置12との距離に基づいて変調前の音声データを加工することにより、再生される音声データの音質を調整する。これにより、各使用者によって設定された適切な音質により、各使用者に対し音声データを再生することができる。
【0021】
図3は、図2に示すパラメトリックスピーカ10を示す平面図である。パラメトリックスピーカ10は、図3に示すように、例えば複数の発振装置12をアレイ状に配列して構成されている。
【0022】
図4は、図2に示す発振装置12を示す断面図である。発振装置12は、圧電振動子60と、振動部材62と、支持部材64と、を備えている。圧電振動子60は、振動部材62の一面に設けられている。支持部材64は、振動部材62の縁を支持している。
【0023】
制御部20は、信号生成部22を介して圧電振動子60と接続している。信号生成部22は、圧電振動子60に入力する電気信号を生成する。制御部20は、外部から入力された情報に基づいて信号生成部22を制御し、これにより発振装置12の発振を制御する。制御部20は、信号生成部22を介してパラメトリックスピーカとしての変調信号を発振装置12に入力する。このとき、圧電振動子60は、20kHz以上、例えば100kHzの音波を信号の輸送波として用いる。
【0024】
図5は、図4に示す圧電振動子60を示す断面図である。図4に示すように、圧電振動子60は、圧電体70、上部電極72および下部電極74からなる。また、圧電振動子60は、例えば平面視で円形または楕円形である。圧電体70は、上部電極72と下部電極74に挟まれている。また、圧電体70は、その厚さ方向に分極している。圧電体70は、圧電効果を有する材料により構成され、例えば電気機械変換効率が高い材料であるジルコン酸チタン酸鉛(PZT)またはチタン酸バリウム(BaTiO)等により構成される。また、圧電体70の厚みは、10μm〜1mmであることが好ましい。圧電体70は、脆性材料により構成される。このため、厚みが10μm未満である場合には、取り扱い時において破損等が生じやすい。一方、厚みが1mmを超える場合、圧電体70の電界強度が低減する。このため、エネルギー変換効率の低下を招く。
【0025】
上部電極72および下部電極74は、電気伝導性を有する材料によって構成され、例えば銀または銀/パラジウム合金等によって構成される。銀は、低抵抗な汎用材料であり、製造コストや製造プロセスの観点から優位である。また、銀/パラジウム合金は、耐酸化性に優れた低抵抗材料であり、信頼性に優れる。上部電極72および下部電極74の厚みは、1μm〜50μmであることが好ましい。厚みが1μm未満の場合、均一に成形することが難しくなる。一方、50μmを超える場合、上部電極72または下部電極74が圧電体70に対して拘束面となり、エネルギー変換効率の低下を招く。
【0026】
振動部材62は、金属や樹脂等、脆性材料であるセラミックに対して高い弾性率を持つ材料によって構成される。振動部材62を構成する材料としては、例えばリン青銅、又はステンレス等の汎用材料が挙げられる。振動部材62の厚みは、5μm〜500μmであることが好ましい。また、振動部材62の縦弾性係数は、1GPa〜500GPaであることが好ましい。振動部材62の縦弾性係数が過度に低い、または高い場合、機械振動子としての特性や信頼性を損なうおそれがある。
【0027】
本実施形態では、パラメトリックスピーカの動作原理を利用して音響再生をする。パラメトリックスピーカの動作原理は次のようである。パラメトリックスピーカの動作原理は、AM変調やDSB変調、SSB変調、FM変調をかけた超音波を空気中に放射し、超音波が空気中に伝播する際の非線形特性により、可聴音が出現する原理で音響再生を行うというものである。ここでいう非線形とは、流れの慣性作用と粘性作用の比で示されるレイノルズ数が大きくなると、層流から乱流に推移することをいう。すなわち、音波は流体内で微少にじょう乱しているため、音波は非線形で伝播している。特に超音波を空気中に放射した場合に、非線形性に伴う高調波が顕著に発生する。また音波は、空気中の分子集団が濃淡に混在する疎密状態である。空気分子が圧縮よりも復元するのに時間が生じた場合、圧縮後に復元できない空気が、連続的に伝播する空気分子と衝突し、衝撃波が生じて可聴音が発生する。パラメトリックスピーカは、使用者の周囲にのみ音場を形成することができ、プライバシー保護という観点から優れる。
【0028】
次に、本実施形態に係る電子装置100の動作を説明する。図6は、図1に示す電子装置100の動作方法を示すフロー図である。
まず、使用者ごとに、表示部40により表示される画像データに紐付けられた音声データの音量および音質を設定する(S01)。次いで、表示部40により、画像データを表示する(S02)。
【0029】
次に、認識部30により、複数の使用者の位置を認識する(S03)。次いで、距離算出部50により、各使用者と発振装置12との距離を算出する(S04)。次いで、各使用者と発振装置12との距離に基づいて、各使用者に対し再生される音声データの音量および音質を調整する(S05)。
【0030】
次に、各使用者の位置に向けて、使用者ごとに設定された音量または音質により、表示部40により表示される画像データに紐付けられた音声データを再生する(S06)。なお、認識部30が、使用者の位置を追従して認識する場合、制御部20は、認識部30が認識した使用者の位置に基づいて発振装置12が音声データを再生する方向を随時制御することとしてもよい。
【0031】
次に、本実施形態の効果を説明する。本発明によれば、発振装置は、パラメトリックスピーカの変調波を出力する。また、制御部は、各使用者の位置に向けて、使用者ごとに設定された音量または音質により、表示部により表示される画像データに紐付いた音声データを再生するよう発振装置を制御する。上記構成によれば、指向性の高いパラメトリックスピーカにより、各使用者へ、使用者ごとに設定された音量または音質の音声データを再生する。従って、複数の使用者が同一のコンテンツを同時に視聴する場合において、各使用者に対し異なる音量または音質の音声を再生することが可能となる。
【0032】
図7は、第2の実施形態に係る電子装置102を示すブロック図であり、第1の実施形態に係る図2に対応している。本実施形態に係る電子装置102は、複数の検出端末54を備えている点を除いて、第1の実施形態に係る電子装置100と同様である。
【0033】
複数の検出端末54は、複数の使用者それぞれによって保持される。そして、認識部30は、検出端末54の位置を認識することにより、使用者の位置を認識する。認識部30による検出端末54の位置の認識は、例えば検出端末54から発せられる電波を認識部30が受信することによって行われる。また、認識部30は、検出端末54を保持する使用者が移動した場合に、使用者を自動で追従して使用者の位置を判定する機能を有していてもよい。設定端末52を各使用者が有するように複数設ける場合、検出端末54は、設定端末52と一体として形成され、各使用者に対し再生される音声データの音量や音質を選択できる機能を備えていてもよい。
【0034】
また、認識部30は、撮像部32および判定部34を有していてもよい。撮像部32が使用者を含む領域を撮像した画像データを生成し、判定部34がこの画像データを処理することにより、使用者の詳細な耳の位置等を特定することができる。このため、検出端末54を用いた位置検出と併用することにより、より正確に使用者の位置を認識することができる。
【0035】
本実施形態において、制御部20による発振装置12の制御は、次のように行われる。
まず、あらかじめ各検出端末54のIDを登録しておく。次いで、使用者ごとに設定した音量および音質を、各使用者が保持する検出端末54のIDと対応付ける。次いで、各検出端末54から、各検出端末54を示すIDを送信する。認識部30は、IDが送信されてきた方向に基づいて、検出端末54の位置を認識する。そして、特定の音量および音質の設定に対応したIDを有する検出端末54を保持する使用者へ、その設定に応じた音声データを再生する。
【0036】
本実施形態においても、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0037】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【符号の説明】
【0038】
10 パラメトリックスピーカ
12 発振装置
16 音波
20 制御部
22 信号生成部
30 認識部
32 撮像部
34 判定部
40 表示部
50 距離算出部
51 音波検出部
52 設定端末
54 検出端末
60 圧電振動子
62 振動部材
64 支持部材
70 圧電体
72 上部電極
74 下部電極
90 筐体
100 電子装置
102 電子装置

【特許請求の範囲】
【請求項1】
パラメトリックスピーカの変調波を出力する複数の発振装置と、
第1画像データを表示する表示部と、
複数の使用者の位置を認識する認識部と、
前記第1画像データに紐付いた音声データを再生するよう前記発振装置を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記認識部が認識した各前記使用者の位置に向けて、前記使用者ごとに設定された音量または音質により前記音声データを再生するよう前記発振装置を制御する電子装置。
【請求項2】
請求項1に記載の電子装置において、
各前記使用者と前記発振装置との距離を算出する距離算出部を備え、
前記制御部は、前記距離算出部により算出された各前記使用者と前記発振装置との距離に基づいて、各前記使用者に対し再生される前記音声データの音量および音質を調整する電子装置。
【請求項3】
請求項1または2に記載の電子装置において、
前記認識部は、
前記複数の使用者を含む領域を撮像して第2画像データを生成する撮像部と、
前記第2画像データを処理することにより前記複数の使用者の位置を判定する判定部と、
を有する電子装置。
【請求項4】
請求項1ないし3いずれか1項に記載の電子装置において、
前記複数の使用者それぞれに保持される複数の検出端末を備え、
前記認識部は、前記検出端末の位置を認識することにより、前記使用者の位置を認識する電子装置。
【請求項5】
請求項1ないし4いずれか1項に記載の電子装置において、
前記認識部は、前記使用者の位置を追従して認識し、
前記制御部は、前記認識部が認識した前記使用者の位置に基づいて、前記発振装置が音声を出力する方向を随時制御する電子装置。
【請求項6】
請求項1ないし5いずれか1項に記載の電子装置において、
前記第1画像データに紐付いた前記音声データの音量または音質を前記使用者ごとに設定する設定端末を備える電子装置。
【請求項7】
請求項1ないし6いずれか1項に記載の電子装置において、
前記電子装置は、携帯端末装置である電子装置。

【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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【公開番号】特開2013−58896(P2013−58896A)
【公開日】平成25年3月28日(2013.3.28)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−195759(P2011−195759)
【出願日】平成23年9月8日(2011.9.8)
【出願人】(310006855)NECカシオモバイルコミュニケーションズ株式会社 (1,081)
【出願人】(303013763)NECエンジニアリング株式会社 (651)
【Fターム(参考)】