特許 7433870 表示装置及び情報処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-09

(45)【発行日】2024-02-20

(54)【発明の名称】表示装置及び情報処理装置

(51)【国際特許分類】

   H04R 3/04 20060101AFI20240213BHJP

   H04R 1/02 20060101ALI20240213BHJP

   H04R 17/00 20060101ALI20240213BHJP

   H04R 7/04 20060101ALI20240213BHJP

【ＦＩ】

H04R3/04

H04R1/02 102Z

H04R17/00

H04R7/04

【請求項の数】 17

(21)【出願番号】P 2019219406

(22)【出願日】2019-12-04

(65)【公開番号】P2021090140

(43)【公開日】2021-06-10

【審査請求日】2022-11-25

(73)【特許権者】

【識別番号】501426046

【氏名又は名称】エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100094112

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 讓

(74)【代理人】

【識別番号】100106183

【弁理士】

【氏名又は名称】吉澤 弘司

(74)【代理人】

【識別番号】100114915

【弁理士】

【氏名又は名称】三村 治彦

(74)【代理人】

【識別番号】100125139

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 洋

(74)【代理人】

【識別番号】100209808

【弁理士】

【氏名又は名称】三宅 高志

(72)【発明者】

【氏名】▲イェ▼ 載憲

【審査官】大石 剛

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－２１７０２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００３－５０９９８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／２１５６６９（ＷＯ，Ａ２）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｒ ３／０４

Ｈ０４Ｒ １／０２

Ｈ０４Ｒ １７／００

Ｈ０４Ｒ ７／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１電気音響変換素子及び第２電気音響変換素子を含む複数の電気音響変換素子と、
前記複数の電気音響変換素子が接続された表示パネルと、
第１信号と、前記第１信号に基づいて前記第１電気音響変換素子から発せられた音を前記第２電気音響変換素子で受けることにより取得された第２信号とに基づいて算出された補正情報を記憶する記憶部と、
前記複数の電気音響変換素子から音を発する際に、前記第２電気音響変換素子から発せられる音を前記補正情報に基づいて補正する補正部と、
を備えることを特徴とする表示装置。

【請求項2】

前記補正情報は、前記第２電気音響変換素子から発せられる音の周波数に対応付けられたデータを含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。

【請求項3】

前記補正情報は、複数の周波数帯域と、前記複数の周波数帯域に対応付けられた複数のデータにより構成されたルックアップテーブルとして前記記憶部に記憶されている、
ことを特徴とする請求項２に記載の表示装置。

【請求項4】

前記補正情報は、前記第１信号を入力とし、前記第２信号を出力としたときの伝達関数の逆関数に基づくデータを含む、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の表示装置。

【請求項5】

前記複数の電気音響変換素子は、前記表示パネルに行列状に配されている、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の表示装置。

【請求項6】

前記第２電気音響変換素子は、前記第１電気音響変換素子よりも外周に配される、
ことを特徴とする請求項５に記載の表示装置。

【請求項7】

前記第２電気音響変換素子は、前記第１電気音響変換素子を囲うように配される、
ことを特徴とする請求項６に記載の表示装置。

【請求項8】

前記複数の電気音響変換素子から音を発する際に、前記第１電気音響変換素子から発せられる音に対しては前記補正情報に基づく補正は行われない、
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の表示装置。

【請求項9】

前記第２電気音響変換素子は、外部からの制御に応じて、スピーカとして機能する状態とマイクロフォンとして機能する状態とに切り替え可能である、
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の表示装置。

【請求項10】

前記複数の電気音響変換素子の各々は、圧電素子である、
ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の表示装置。

【請求項11】

前記第１信号は、可聴範囲内の周波数成分を含む信号である、
ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の表示装置。

【請求項12】

前記第１信号は、可聴範囲内の周波数においてホワイトノイズ又はピンクノイズである、
ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の表示装置。

【請求項13】

前記第１電気音響変換素子から前記第１信号に基づく音を発し、前記第１信号に基づく音を前記第２電気音響変換素子で受けるように、前記第１電気音響変換素子及び前記第２電気音響変換素子を制御する制御部を更に備える、
ことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の表示装置。

【請求項14】

前記第１信号と前記第２信号とに基づいて前記補正情報を算出する演算部を更に備える、
ことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の表示装置。

【請求項15】

前記表示パネルは、有機発光ダイオード（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ－Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ；ＯＬＥＤ）を含む、
ことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の表示装置。

【請求項16】

前記複数の電気音響変換素子により構成された電気音響変換素子アレイを複数個備える、
ことを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の表示装置。

【請求項17】

各々が表示パネルに設けられた第１電気音響変換素子及び第２電気音響変換素子を含む複数の電気音響変換素子を制御する制御部であって、前記第１電気音響変換素子から第１信号に基づく音を発し、前記音を前記第２電気音響変換素子で受けることにより第２信号を取得するように前記複数の電気音響変換素子を制御する制御部と、
前記第１信号と前記第２信号とに基づいて、前記第２電気音響変換素子から発せられる音を補正するための補正情報を算出する演算部と、
を備えることを特徴とする情報処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、表示装置及び情報処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、表示パネルと、表示パネルの背面に支持されている音響発生装置とを備える表示装置が開示されている。特許文献１の表示装置は、音響発生装置を駆動して表示パネルを振動させることにより、表示パネルの前面に音を発することができる。また、特許文献１には、音質の向上のため、音響発生装置を囲むようにパーティションが配されている構造も開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】韓国公開特許第１０－２０１８－０１３１２４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載されているような物理的な構造物を設ける手法とは異なる手法による音質の向上が求められている。

【0005】

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであって、表示パネルから音を発する表示装置において、音質を向上させることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一観点によれば、第１電気音響変換素子及び第２電気音響変換素子を含む複数の電気音響変換素子と、前記複数の電気音響変換素子が接続された表示パネルと、第１信号と、前記第１信号に基づいて前記第１電気音響変換素子から発せられた音を前記第２電気音響変換素子で受けることにより取得された第２信号とに基づいて算出された補正情報を記憶する記憶部と、前記複数の電気音響変換素子から音を発する際に、前記第２電気音響変換素子から発せられる音を前記補正情報に基づいて補正する補正部と、を備えることを特徴とする表示装置が提供される。

【0007】

本発明の他の一観点によれば、各々が表示パネルに設けられた第１電気音響変換素子及び第２電気音響変換素子を含む複数の電気音響変換素子を制御する制御部であって、前記第１電気音響変換素子から第１信号に基づく音を発し、前記音を前記第２電気音響変換素子で受けることにより第２信号を取得するように前記複数の電気音響変換素子を制御する制御部と、前記第１信号と前記第２信号とに基づいて、前記第２の電気音響変換素子から発せられる音を補正するための補正情報を算出する演算部と、を備えることを特徴とする情報処理装置が提供される。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、表示パネルから音を発する表示装置において、音質を向上させることを目的とする。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１実施形態に係る表示装置の概略構成を示すブロック図である。

【図2】第１実施形態に係る圧電素子の配置を示す平面図である。

【図3】第１実施形態に係る第１制御装置のハードウェア構成を示すブロック図である。

【図4】第１実施形態に係る第１制御装置の機能ブロック図である。

【図5】第１実施形態に係る共振補正用のルックアップテーブルの生成処理を示すフローチャートである。

【図6】臨界帯域と伝達関数の関係の具体例を示す表である。

【図7】臨界帯域ごとに算出された補正関数の具体例を示す表である。

【図8】第１実施形態に係る共振補正処理を示すフローチャートである。

【図9】表示パネルの振動分布の例を示す変位分布図である。

【図10】共振補正の原理を模式的に示す変位分布図である。

【図11】第２実施形態に係る圧電素子の配置を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。各図面を通じて共通する機能を有する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略又は簡略化することがある。

【0011】

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る表示装置１の概略構成図である。本実施形態の表示装置１の用途は、例えば、コンピュータの画像出力装置、テレビジョン受像機、スマートフォン、ゲーム機等であり得るが、特に限定されるものではない。

【0012】

図１に示されているように表示装置１は、圧電素子アレイ１０、表示パネル２０、接続部材３０、第１制御装置４０、第２制御装置５０、データ駆動回路６０及びゲート駆動回路７０を有する。表示装置１は、入力されたＲＧＢデータ等に基づいて表示パネル２０に画像を表示し、入力された音声信号等に基づいて音声を発する装置である。

【0013】

表示パネル２０は、複数の行及び複数の列をなすように配された複数の画素Ｐを含む。表示装置１は、例えば、画素Ｐの発光素子として有機発光ダイオード（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ－Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ；ＯＬＥＤ）を用いたＯＬＥＤディスプレイであり得る。表示装置１がカラー画像を表示可能である場合には、画素Ｐは、カラー画像を構成する複数の色（例えばＲＧＢ）のいずれかを表示する副画素であり得る。

【0014】

圧電素子アレイ１０は、複数の圧電素子１１を含む。複数の圧電素子１１は、表示パネル２０の画像表示面に対向する面（表示パネル２０の裏面）に行列状に配されている。

【0015】

圧電素子１１は、圧電効果（正圧電効果）及び逆圧電効果により電気と音を相互に変換する電気音響変換素子である。圧電素子１１は、例えば、バイモルフ（Ｂｉｍｏｒｐｈ）、ユニモルフ（Ｕｎｉｍｏｒｐｈ）等の電圧に応じて屈曲変位する素子であり得る。圧電素子１１は、入力された音声信号に基づく電圧が印加されると、逆圧電効果により変位する。入力される音声信号は通常は交流電圧であるため、圧電素子１１は、入力された音声信号に応じて振動し、電圧が音に変換される。また、外部からの音を受けて圧電素子１１が振動すると、圧電効果により圧電素子１１の電極の電圧が振動周波数に応じて変化し、音が交流電圧に変換される。このように、圧電素子１１はスピーカ及びマイクロフォンとして機能する。スピーカとして機能する状態とマイクロフォンとして機能する状態とは、第１制御装置４０からの制御に応じて切り替え可能である。

【0016】

接続部材３０は、複数の圧電素子１１の各々と表示パネル２０とを接続する部材である。接続部材３０は、弾性を有する材料により構成されている。接続部材３０の材料には、典型的には、圧電素子１１及び表示パネル２０よりも小さい弾性率を有する、ゴム等の材料が用いられる。圧電素子１１の一部と、表示パネル２０の一部とは、接続部材３０により接続されている。これにより、圧電素子１１の振動が表示パネル２０に伝達され、表示パネル２０は、入力された音声信号に基づく音を発する。

【0017】

ホストシステム２は、画像信号（例えばＲＧＢデータ）、音声信号及びタイミング信号（垂直同期信号、水平同期信号、データイネーブル信号等）を供給することにより表示装置１を制御する装置又は複数の装置を含むシステムである。ホストシステム２は、例えば、テレビシステム、セットトップボックス、ナビゲーションシステム、光ディスクプレーヤー、コンピュータ、ホームシアターシステム、ビデオ電話システム等であり得る。なお、表示装置１とホストシステム２は一体の装置であってもよく、別の装置であってもよい。

【0018】

第１制御装置４０は、ホストシステム２から入力された音声信号及びタイミング信号に基づいて、複数の圧電素子１１の各々に電圧を供給する。また、第１制御装置４０は、圧電素子１１に基準信号に基づく電圧を供給する処理及び圧電素子１１の電極の電圧を計測して圧電素子１１が受けている音に基づく信号を取得する処理を行う。

【0019】

第２制御装置５０は、ホストシステム２から入力された画像データ及びタイミング信号に基づいてデータ駆動回路６０及びゲート駆動回路７０を制御する。データ駆動回路６０は、複数の画素Ｐの列ごとに配された駆動線６１を介して複数の画素Ｐにデータ電圧等を供給する。ゲート駆動回路７０は、複数の画素Ｐの行ごとに配された駆動線７１を介して複数の画素Ｐに制御信号を供給する。なお、駆動線６１及び駆動線７１の各々は、複数の配線により構成されていてもよい。

【0020】

第１制御装置４０、第２制御装置５０、データ駆動回路６０及びゲート駆動回路７０の各々は、１又は複数の半導体集積回路によって構成され得る。また、第１制御装置４０、第２制御装置５０、データ駆動回路６０及びゲート駆動回路７０のうちの一部又は全部は、１つの半導体集積回路として一体に構成されていてもよい。

【0021】

図２は、第１実施形態に係る圧電素子１１の配置を示す平面図である。図２は、表示パネル２０を裏面側から見た平面図である。図２における表示パネル２０の矩形の外枠は、表示パネル２０の外形を模式的に示している。圧電素子アレイ１０は表示パネル２０の中心付近に接続されている。図２においては、圧電素子アレイ１０の中に６行×６列の３６個の圧電素子１１が図示されているが、これは例示であり圧電素子１１の個数は適宜調整され得る。

【0022】

圧電素子アレイ１０は、中心付近の４行×４列に配された１６個の圧電素子１１（第１電気音響変換素子）が含まれる領域Ｒ１と、領域Ｒ１の外周に１行ずつ配された２０個の圧電素子１１（第２電気音響変換素子）が含まれる領域Ｒ２とに区分される。領域Ｒ１内の圧電素子１１と領域Ｒ２内の圧電素子１１の用途の違いについては後述する。

【0023】

図３は、第１実施形態に係る第１制御装置４０のハードウェア構成を示すブロック図である。第１制御装置４０は、プロセッサ４０１、メモリ４０２、インターフェース４０３及び圧電素子駆動回路４０４を有する。第１制御装置４０は圧電素子アレイ１０の制御のために必要な情報処理を行う情報処理装置として機能する。第１制御装置４０内の各部は、不図示のバス、配線、駆動装置等を介して相互に接続される。

【0024】

メモリ４０２は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ等を含む記憶媒体である。メモリ４０２は、プロセッサ４０１での情報処理を実現するためのプログラム及びデータの記憶、外部から入力されたデータの記憶等を行う。プロセッサ４０１は、メモリ４０２に記憶されているプログラムに基づいて情報処理及び制御を行う集積回路である。インターフェース４０３は、第１制御装置４０と外部の装置との間の信号の入出力を行う回路であり、増幅回路、アナログデジタル変換回路、デジタルアナログ変換回路等を含み得る。

【0025】

圧電素子駆動回路４０４は、入力された音声信号に基づいて複数の圧電素子１１の各々を駆動するための電圧を供給する回路を含む。また、圧電素子駆動回路４０４は、複数の圧電素子１１の振動によって生じた電圧から音声信号を取得する機能を有する回路を含む。この２つの回路はスイッチ等により切り替え可能である。

【0026】

図３では、第１制御装置４０を構成する各部が一体の装置として図示されているが、これらの機能の一部は外付け装置により提供されるものであってもよい。例えば、圧電素子駆動回路４０４は、プロセッサ４０１等を含むコンピュータの機能を構成する部分とは別の外付け装置であってもよい。

【0027】

図４は、第１実施形態に係る第１制御装置４０の機能ブロック図である。第１制御装置４０は、制御部４１１、演算部４１２、補正部４１３、記憶部４１４及び駆動部４１５を有する。プロセッサ４０１は、メモリ４０２に記憶されているプログラムに基づいて所定の処理を行うことにより、制御部４１１、演算部４１２及び補正部４１３の機能を実現する。プロセッサ４０１は、メモリ４０２を制御してデータの記憶及び読み出しを行うことにより、記憶部４１４の機能を実現する。プロセッサ４０１は、複数の圧電素子１１に対する電圧の入出力を行わせるようにインターフェース４０３及び圧電素子駆動回路４０４を制御することにより、駆動部４１５の機能を実現する。各機能ブロックにより行われる具体的な処理の内容については後述する。

【0028】

圧電素子アレイ１０の振動が表示パネル２０に伝達され、表示パネル２０が振動する際に、共振現象により表示パネル２０の面内の振動が不均一になり、音質が劣化する場合がある。本実施形態において、第１制御装置４０は、共振現象による音質の劣化を補正する機能を有する。

【0029】

図５は、第１実施形態に係る共振補正用のルックアップテーブルの生成処理を示すフローチャートである。図５の処理は、ユーザが表示装置１を用いてコンテンツの視聴を行う前にあらかじめ行われる。典型的には、図５の処理は、表示装置１の出荷前、表示装置１の設定変更等の際のキャリブレーション時に行われる。

【0030】

ステップＳ１１において、制御部４１１は、領域Ｒ１内の圧電素子１１に検査信号に基づく電圧を印加する。これにより、領域Ｒ１内の圧電素子１１は、検査音を発する。この検査音の生成に用いられる検査信号の特性（信号波形、強度、周波数スペクトラム等）はあらかじめ準備されており、記憶部４１４に記憶されている。

【0031】

表示パネル２０は可聴範囲内の音を発する。そのため、可聴範囲内の伝達特性を算出できるように、検査音は可聴範囲内の周波数成分を含むことが望ましい。また、検査音は、可聴範囲内の周波数（例えば２０Ｈｚから２０ｋＨｚ）においてホワイトノイズであることが望ましい。この場合、検査音は、表示装置１が発する可聴範囲の周波数成分を均等に含む。そのため、ホワイトノイズの検査音は後述の伝達関数の周波数依存性を高精度に算出する上で好適である。

【0032】

また、検査音は、可聴範囲内の周波数においてピンクノイズ（１／ｆノイズ）であってもよい。この場合、検査音のオクターブごとのエネルギーが均等である。そのため、ピンクノイズの検査音は、聴覚特性等を考慮して対数間隔等の不均等な間隔で伝達関数を算出する場合に好適である。

【0033】

ステップＳ１２において、制御部４１１は、領域Ｒ２内の圧電素子１１から電圧を取得することにより、領域Ｒ２内の圧電素子１１が受けた検査音に基づく信号を取得する。以下では、領域Ｒ１内の圧電素子１１から発せられる検査音の生成に用いられる検査信号を第１信号と呼び、領域Ｒ２内の圧電素子１１が受けた検査音に基づく信号を第２信号と呼ぶことがある。第２信号は、領域Ｒ１から領域Ｒ２に検査音が伝達する際の伝達特性に起因する波形の変化により、第１信号とは異なったものとなる。第２信号は、記憶部４１４に記憶される。

【0034】

ステップＳ１３において、演算部４１２は、あらかじめ準備されている第１信号と、ステップＳ１２において取得された第２信号とに基づいて伝達関数を算出する。ステップＳ１４において、演算部４１２は、臨界帯域ごとに伝達関数の逆関数を補正関数として算出する。ステップＳ１５において、記憶部４１４は、臨界帯域ごとに得られた補正関数をルックアップテーブルとして記憶する。

【0035】

ステップＳ１３からステップＳ１５の処理について、図６及び図７を参照しつつより詳細に説明する。図６は、臨界帯域と伝達関数の関係の具体例を示す表である。図７は、臨界帯域ごとに算出された補正関数の具体例を示す表である。

【0036】

人間の内耳は、周波数帯域ごとに振動を感知する場所が異なる構造を有している。そのため、人間の聴覚は周波数帯域ごとにまとめて音を知覚する性質を有しているとされている。例えば、近い周波数の２つの音が耳に到来すると、一方の音が知覚されにくくなるマスキング現象等の現象が生じることが知られている。まとめて知覚される周波数帯域は、聴覚の臨界帯域と呼ばれている。

【0037】

人間の聴覚特性を考慮すると、臨界帯域内の２つの音の分解能は低いため、臨界帯域よりも細かい周波数帯域で補正を行っても精度向上にはあまり寄与しない。したがって、本実施形態の補正処理は臨界帯域ごとに行うことが効率的である。

【0038】

図６に示されているように、本実施形態では、補正関数の算出処理のために、臨界帯域（１～Ｎ）ごとに伝達関数を分離して定義する（Ｇ_１～Ｇ_Ｎ）。図６の伝達関数の引数として括弧内に記されている周波数（１００Ｈｚ、２００Ｈｚ、３００Ｈｚ、…）は、対応する臨界帯域の中心周波数を示している。この臨界帯域の区分に用いた尺度は、バーク尺度（Ｂａｒｋ ｓｃａｌｅ）と呼ばれているものである。しかしながら、メル尺度（ｍｅｌ ｓｃａｌｅ）、ＥＲＢ尺度（Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ Ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒ Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ ｓｃａｌｅ）等の、図６に示したもの以外の尺度を用いてもよい。

【0039】

図７に示されているように、補正関数（Ｆ_１～Ｆ_Ｎ）は、臨界帯域（１～Ｎ）のそれぞれに対応付けられた別々のデータとして算出される。すなわち、同じ臨界帯域内では同じ補正関数が用いられる。これにより、補正用に準備すべきデータ容量が削減される。また、補正用のデータを少なくすると補正精度が劣化する場合があるが、本実施形態では聴覚特性に基づく臨界帯域を考慮して同じ補正関数を用いる周波数区間を決定しているため、補正精度の劣化が軽減されている。また、補正関数はあらかじめルックアップテーブルとして記憶部４１４に記憶されているため、補正時に逆関数を計算する必要がなく、補正の際の計算量が削減され、処理が高速化する。

【0040】

図８は第１実施形態に係る共振補正処理を示すフローチャートである。図８の処理は、表示装置１に音声信号が入力され、表示装置１から音が発せられる際、すなわちユーザが表示装置１を用いてコンテンツを視聴する際に行われる。

【0041】

ステップＳ２１において、補正部４１３は、ステップＳ１５において記憶部４１４に記憶されたルックアップテーブルを読み出す。

【0042】

ステップＳ２２において、補正部４１３は、入力された音声信号をルックアップテーブルの臨界帯域と同じ周波数範囲の複数の音声信号に分解する。この処理は、例えば、音声信号に１つの臨界帯域を通過帯域とするバンドパスフィルタを作用させる等のデジタル信号処理により実現され得る。

【0043】

ステップＳ２３において、補正部４１３は、臨界帯域ごとに分解された音声信号に対して、対応する臨界帯域の補正関数を作用させて各臨界帯域の補正後信号を生成する。ステップＳ２４において、補正部４１３は、各臨界帯域の補正後信号を結合して、全帯域の補正後信号を生成する。

【0044】

ステップＳ２５において、駆動部４１５は、圧電素子アレイ１０内の圧電素子１１に電圧を印加して音を発するように制御する。ここで、駆動部４１５は、領域Ｒ１内の圧電素子１１には、元の音声信号に基づく電圧を印加し、領域Ｒ２内の圧電素子１１には、補正後信号に基づく電圧を印加する。これにより、領域Ｒ１内の圧電素子１１は、元の音声信号に基づく音を発し、領域Ｒ２内の圧電素子１１は、補正後信号に基づく音を発する。これにより、表示パネル２０は、元の音声信号に基づく音と補正後信号に基づく音とが混合された音を発する。

【0045】

上述のような補正を行うことにより得られる効果について、図９及び図１０を参照して説明する。図９は、表示パネル２０の振動分布の例を示す変位分布図である。図９は、圧電素子アレイ１０内の圧電素子１１からある周波数の音を発したときに生じる表示パネル２０の変位の２次元分布を灰色の濃淡及び格子線の変形により示している。図９のような振動分布は、例えば、有限要素法等のシミュレーション、あるいはスキャニングレーザ振動計等の振動分布計により取得することができる。

【0046】

図９に示されているように、表示パネル２０の表面の振動は一様ではなく、多数のピーク（Ｐｅａｋ）及びディップ（Ｄｉｐ）が局所的に生じている。これは、圧電素子アレイ１０で発せられた音と表示パネル２０の端部等で反射した音とが干渉することにより、表示パネル２０の表面の特定の位置で共振が生じるためと考えられる。このような振動分布の不均一は、音質劣化の要因となり得る。

【0047】

図１０（ａ）、図１０（ｂ）及び図１０（ｃ）は、共振補正の原理を模式的に示す変位分布図である。図１０（ａ）、図１０（ｂ）及び図１０（ｃ）の縦軸は変位であり、横軸は、表示パネル２０の面のある一方向（例えば横方向）における位置である。図中のＲ１、Ｒ２は、領域Ｒ１、Ｒ２に相当する位置を示している。

【0048】

図１０（ａ）は、領域Ｒ１内の圧電素子１１から元の音声信号に基づく音を発したときの変位分布の例である。図９の説明でも述べたように、音を発している圧電素子１１が設けられている領域Ｒ１内だけでなく、圧電素子１１が設けられている領域Ｒ１の外側にも波打った変位が生じており、共振を示すピーク及びディップが存在している。

【0049】

図１０（ｂ）は、領域Ｒ２内の圧電素子１１から補正後信号に基づく音を発したときの変位分布の例である。振動源である領域Ｒ２を中心にして振動が広がっていることがわかる。

【0050】

図１０（ｃ）は、領域Ｒ１内の圧電素子１１から元の音声信号に基づく音を発し、領域Ｒ２内の圧電素子１１から補正後信号に基づく音を発したときの変位分布の例である。言い換えると、図１０（ａ）と図１０（ｂ）を重ね合わせた変位分布である。領域Ｒ１の外側で共振を示すピーク及びディップがキャンセルされていることがわかる。

【0051】

補正用信号は、領域Ｒ１から領域Ｒ２に音が伝達する際の伝達関数の逆関数から算出されている。そのため、領域Ｒ２からこの補正用信号に基づく音を発すると、領域Ｒ２において領域Ｒ１から領域Ｒ２に伝達した音の成分がキャンセルされる。これにより、上述の図１０（ｃ）のような共振のキャンセルが生じる。

【0052】

以上のように、本実施形態では、領域Ｒ１内の圧電素子１１から発せられた検査音を領域Ｒ２内の圧電素子１１で受けることにより取得し、これを用いて補正情報を生成する。そして、圧電素子アレイ１０から音を発する際には、領域Ｒ２内の圧電素子１１から発せられる音を補正情報に基づいて補正する。これにより、表示パネル２０での共振の影響の少なくとも一部を補正することができ、音質を向上させることができる。

【0053】

図２に示されているように、領域Ｒ２は、領域Ｒ１よりも外周に配されていることが望ましい。領域Ｒ１から音が外側に広がる際に領域Ｒ２で発せられた音が重畳され、共振補正の効果が向上されるためである。また、この効果を更に強化するため、図２に示されているように、領域Ｒ２は、領域Ｒ１を囲うように配されていることがより望ましい。

【0054】

［第２実施形態］
本実施形態では、第１実施形態に係る圧電素子１１の配置の変形例を説明する。表示装置１の基本構成、圧電素子１１の構造、共振補正のアルゴリズム等は第１実施形態と同様であるため説明を省略する。

【0055】

図１１は、第１実施形態に係る圧電素子１１の配置を示す平面図である。本実施形態では、表示パネル２０に２つの圧電素子アレイ１０が設けられている。２つの圧電素子アレイ１０の各々の構造は第１実施形態と同様である。２つの圧電素子アレイ１０は、表示パネル２０の長辺方向に並んで配されている。２つの圧電素子アレイ１０には、ステレオフォニック音源の２チャンネルの音声信号がそれぞれ入力される。これにより、表示装置１は、ステレオフォニック音源の再生が可能なステレオスピーカとして機能する。

【0056】

なお、表示パネル２０に設けられる圧電素子アレイ１０の個数は３個以上であってもよい。３個以上の圧電素子アレイ１０を設けることにより、３チャンネル以上の音源、すなわち、いわゆるサラウンド音源の再生が可能となる。

【0057】

本実施形態においても第１実施形態と同様に音質を向上させることができるとともに、圧電素子アレイ１０（電気音響変換素子アレイ）を複数個備えることにより、複数チャンネルの音源に対応可能となる。

【0058】

［その他の実施形態］
上述の実施形態は、本発明を適用しうるいくつかの態様を例示したものに過ぎず、本発明の技術的範囲は、上述の実施形態によって限定的に解釈されてならない。また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜修正や変形を行って様々な態様で実施可能である。例えば、いずれかの実施形態の一部の構成を、他の実施形態に追加した実施形態、あるいは他の実施形態の一部の構成と置換した実施形態も本発明を適用し得る実施形態であると理解されるべきである。

【0059】

上述の実施形態において、表示装置１等の装置構成は一例であり、図示したものに限定されるものではない。例えば、表示装置１は、ＯＬＥＤディスプレイではなく、液晶ディスプレイ、ＣＲＴディスプレイ等であってもよい。しかしながら、表示装置１は、圧電素子１１からの振動を効率よく表示パネル２０に伝達できるものであることが望ましいため、空洞の少ないＯＬＥＤディスプレイであることが特に望ましい。

【0060】

また、上述の実施形態においては電気音響変換素子の例として圧電素子１１が例示されているがこれに限定されるものではない。例えば、圧電素子１１は、マグネットとコイルを用いたマグネット型の電気音響変換素子に置き換えられてもよい。しかしながら、本実施形態のように表示パネル２０に電気音響変換素子が設けられる構成においては、低背化と高音圧化の両立が要求される場合が多いため、これらを両立可能な圧電素子１１を用いる構成が特に望ましい。

【0061】

上述の実施形態で述べた機能を実現するように上述の実施形態の装置を動作させるプログラムを記憶媒体に記録させておき、記憶媒体に記録されたプログラムをコードとして読み出し、コンピュータにおいて実行する処理方法も各実施形態の範疇に含まれる。すなわち、非一時的なコンピュータ読取可能な記憶媒体も各実施形態の範疇に含まれる。また、上述のプログラムが記録された記憶媒体だけでなく、そのプログラム自体も各実施形態の範疇に含まれる。また、上述の実施形態に含まれる１又は２以上の構成要素は、各構成要素の機能を実現するように構成されたＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等の回路であってもよい。

【0062】

また、記憶媒体に記録されたプログラム単体で処理を実行しているものに限らず、他のソフトウェア、拡張ボードの機能と共同して、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）上で動作して処理を実行するものも各実施形態の範疇に含まれる。

【符号の説明】

【0063】

１ 表示装置
１１ 圧電素子
２０ 表示パネル
４０ 第１制御装置
４１１ 制御部
４１２ 演算部
４１３ 補正部
４１４ 記憶部
４１５ 駆動部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】