JP2012160959A - 電子装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のコンテンツを同時に表示する電子装置において、各使用者が選択したコンテンツに対応する音声を、各使用者に対して再生する。
【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１０と、複数のコンテンツを同時に表示する表示部４０と、複数の使用者の位置を認識する認識部と、コンテンツに応じた音声を再生するよう発振装置１０を制御する制御部と、を備え、制御部は、認識部が認識した複数の使用者それぞれの位置に向けて、各使用者がそれぞれ選択したコンテンツに応じた音声を再生するよう発振装置１０を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、超音波を利用した電子装置に関する。

携帯端末装置等の電子装置に関する技術については様々な検討がなされている。例えば特許文献１に記載の技術は、携帯通信装置に搭載されたアンテナと頭部との距離を、超音波を用いて測定し、この距離に基づいて通信装置の整合回路の整合条件を変化させるというものである。また、特許文献２〜４には、携帯端末装置のスピーカに関する技術が記載されている。

特許文献２に記載の技術は、撮像部により撮像した対象物との距離を求め、これに応じて音声を一定の空間に定位させるというものである。また、特許文献３に記載の技術は、聴取者とスピーカとの距離を測定し、これをデータベース化されている頭部伝達関数を用いてフィルタの係数に反映させるというものである。さらに、特許文献４には、音響信号を出力する複数の超指向性スピーカを備えた携帯端末装置に関する技術が記載されている。

特開２０００−１２４７２３号公報 特開２００６−１５７５５８号公報 特開２００７−２８１３４号公報 特開２００６−６７３８６号公報

複数のコンテンツを同時に表示する電子装置において、各コンテンツに対応した複数の音声を再生すると、これらの音声は混ざり合ってしまう。このため、複数の使用者がそれぞれ異なるコンテンツを見る場合、各使用者は自分が見ているコンテンツに対応した音声を認識することが困難となる。よって、複数のコンテンツを同時に表示する電子装置において、複数の使用者がそれぞれ異なるコンテンツを見る場合に、各使用者が選択したコンテンツに対応する音声を、各使用者に対して再生できるようにすることが求められている。

本発明は、複数のコンテンツを同時に表示する電子装置において、各使用者が選択したコンテンツに対応する音声を、各使用者に対して再生することを課題とする。

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、
複数のコンテンツを同時に表示する表示部と、
複数の使用者の位置を認識する認識部と、
前記コンテンツに応じた音声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前記複数の使用者それぞれの位置に向けて、各使用者がそれぞれ選択した前記コンテンツに応じた音声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。

本発明によれば、複数のコンテンツを同時に表示する電子装置において、各使用者が選択したコンテンツに対応する音声を、各使用者に対して再生することができる。

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１に示す電子装置を示すブロック図である。 図２に示す発振装置を示す平面図である。 図３に示す発振装置を示す断面図である。 図４に示す圧電振動子を示す断面図である。 図１に示す電子装置の動作方法を示すフロー図である。 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。

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。

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。電子装置１００は、複数の発振装置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、携帯端末装置等である。

発振装置１０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、複数のコンテンツを同時に表示する。認識部３０は、複数の使用者の位置を認識する。制御部２０は、コンテンツに応じた音声を再生するよう発振装置１０を制御する。そして、制御部２０は、認識部３０が認識した複数の使用者それぞれの位置に向けて、各使用者がそれぞれ選択したコンテンツに応じた音声を再生するよう発振装置１０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。

図１に示すように、電子装置１００は、例えば筐体９０をさらに備えている。図２に示すように、発振装置１０、制御部２０、認識部３０および表示部４０は、例えば筐体９０の内部に配置される。

複数の発振装置１０は、例えば制御部２０によって別個に制御される。また、図２に示すように、発振装置１０は、複数の発振装置１２によって構成することができる。複数の発振装置１２は、例えば制御部２０によって別個に制御される。

図１に示すように、表示部４０は、例えば左右に分割して表示した二画面によって二つのコンテンツを同時に表示する。しかし、表示部４０による複数コンテンツの表示の形態は、例えば使用者の操作等によって、如何様に変更することもできる。例えば、上下に分割した二画面によって二つのコンテンツを同時に表示することもでき、また四画面によって四つのコンテンツを同時に表示することもできる。

認識部３０は、撮像部３２と判定部３４とを有している。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、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と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および形状などが挙げられる。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。

制御部２０は、発振装置１０、認識部３０および表示部４０と接続している。制御部２０は、複数の使用者それぞれの位置に向けて、各使用者がそれぞれ選択したコンテンツに対応した音声を再生するよう、各発振装置１０を制御する。これは、例えば次のように行われる。まず、使用者ごとに、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、各使用者が選択したコンテンツを、各使用者のＩＤと対応づける。次いで、特定のコンテンツに対応したＩＤを選択し、選択したＩＤに対応づけられた識別量を読み出す。そして読み出された識別量を有する使用者を画像処理によって選択し、当該コンテンツに応じた音声を当該使用者に対して再生する。

図３は、図２に示す発振装置１０を示す平面図である。発振装置１０は、図３に示すように、例えば複数の発振装置１２がアレイ状に配列して構成されている。

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。

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。

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、例えば円形または楕円形を有する。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としてジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）またはチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）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。厚みが１０μｍ未満である場合、圧電体７０は脆性材料により構成されるため、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。

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、１〜５０μｍ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。

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、例えばリン青銅、又はステンレス等の汎用材料によって構成される。振動部材６２の厚みは、５〜５００μｍであることが好ましい。また振動部材６２の縦弾性係数は、１〜５００ＧＰａ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。

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。

次に、電子装置１００の動作方法について説明する。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、各使用者が、自分が見たいコンテンツを選択し、これを電子装置１００に入力する（Ｓ１０）。次に、表示部４０は、各使用者が選択した複数のコンテンツを表示する（Ｓ１１）。このとき、表示部４０は、複数のコンテンツを同時に表示する。

次いで、認識部３０は、複数の使用者の位置を認識する（Ｓ１２）。複数の使用者の位置は、判定部３４によって撮像部３２が生成した画像データを処理することで行われる。そして、制御部２０は、認識部３０が認識した複数の使用者それぞれの位置に向けて、各使用者がそれぞれ選択したコンテンツに応じた音声を再生するよう発振装置１０を制御する（Ｓ１３）。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１０が音声を再生する方向を随時制御することとしてもよい。

次に、本実施形態の効果を説明する。本実施形態に係る電子装置１００によれば、発振装置１０が出力する超音波１６によってコンテンツに対応した音声を再生する。そして、制御部２０は、複数の使用者それぞれの位置に向けて、各使用者がそれぞれ選択したコンテンツに応じた音声を再生するよう発振装置１０を制御する。コンテンツに対応した音声は、指向性の高い超音波によって再生されるため、各コンテンツに対応した複数の音声は互いに混ざり合わない。よって、複数のコンテンツを同時に表示する電子装置において、各使用者が選択したコンテンツに対応する音声を、各使用者に対して再生することができる。

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５０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。

複数の検出端末５０は、複数の使用者の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５０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５０の位置の認識は、例えば検出端末５０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５０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。検出端末５０は、例えばコンテンツを選択する機能や、超音波１６によって再生される音声の音量を調節する機能を備えていてもよい。

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５０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。

本実施形態においても、制御部２０は、複数の使用者それぞれの位置に向けて、各使用者がそれぞれ選択したコンテンツに対応した音声を再生するよう、各発振装置１０を制御する。これは、例えば次のように行われる。まず、あらかじめ各検出端末５０のＩＤを登録しておく。次いで、各使用者が選択したコンテンツを、各使用者が保持する検出端末５０のＩＤと対応づける。次いで、各検出端末５０から、各検出端末５０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５０の位置を認識する。そして、特定のコンテンツに対応したＩＤを有する検出端末５０を保持する使用者へ、そのコンテンツに応じた音声を再生する。
また、各使用者が、自らが保持する検出端末５０を操作してコンテンツを選択する場合には、当該検出端末５０を有する使用者に向けて当該コンテンツに応じた音声を再生してもよい。

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。

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。

１０ 発振装置
１２ 発振装置
１６ 超音波
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 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

Claims (5)

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、
   複数のコンテンツを同時に表示する表示部と、
   複数の使用者の位置を認識する認識部と、
   前記コンテンツに応じた音声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前記複数の使用者それぞれの位置に向けて、各使用者がそれぞれ選択した前記コンテンツに応じた音声を再生するよう前記発振装置を制御する電子装置。
2. 請求項１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さらに備え、
   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。
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、
   前記使用者を含む領域を撮像して画像データを生成する撮像部と、
   前記画像データを処理することにより前記使用者の位置を判定する判定部と、
   を有する電子装置。
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再生する方向を随時制御する電子装置。
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、
   前記電子装置は、携帯端末装置である電子装置。

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