JP2001359187A - ハンズフリー装置および方法 - Google Patents
ハンズフリー装置および方法Info
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- JP2001359187A JP2001359187A JP2000177088A JP2000177088A JP2001359187A JP 2001359187 A JP2001359187 A JP 2001359187A JP 2000177088 A JP2000177088 A JP 2000177088A JP 2000177088 A JP2000177088 A JP 2000177088A JP 2001359187 A JP2001359187 A JP 2001359187A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ハンズフリー装置において、通話者の方向を
特定し、音声入出力の指向性を通話者の方向に制御す
る。 【解決手段】 ハンズフリー装置11に複数個の超音波セ
ンサ12を設け、ハンズフリー装置11の外部に超音波発振
器13を設ける。超音波発振器13から出力した超音波をハ
ンズフリー装置11の各々の超音波センサ12で入力し、位
相と振幅を検出することによって、超音波発振器13の方
向を特定する。ハンズフリー装置11にさらに複数個のス
ピーカを設け、スピーカの音声出力の位相と振幅を制御
することによって、特定した超音波発振器13の方向にハ
ンズフリー装置11のスピーカの指向性を高める。さらに
ハンズフリー装置に複数個のマイクロホンを設け、マイ
クロホンの音声入力の位相と振幅を制御することによっ
て、特定した超音波発振器13の方向にハンズフリー装置
11のマイクロホンの指向性を高める。
特定し、音声入出力の指向性を通話者の方向に制御す
る。 【解決手段】 ハンズフリー装置11に複数個の超音波セ
ンサ12を設け、ハンズフリー装置11の外部に超音波発振
器13を設ける。超音波発振器13から出力した超音波をハ
ンズフリー装置11の各々の超音波センサ12で入力し、位
相と振幅を検出することによって、超音波発振器13の方
向を特定する。ハンズフリー装置11にさらに複数個のス
ピーカを設け、スピーカの音声出力の位相と振幅を制御
することによって、特定した超音波発振器13の方向にハ
ンズフリー装置11のスピーカの指向性を高める。さらに
ハンズフリー装置に複数個のマイクロホンを設け、マイ
クロホンの音声入力の位相と振幅を制御することによっ
て、特定した超音波発振器13の方向にハンズフリー装置
11のマイクロホンの指向性を高める。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は受話器、スピーカま
たはマイクロホンを手に持たずに音声を入力または出力
するマン・マシン・インターフェースであるハンズフリ
ー装置およびその方法に関するものである。
たはマイクロホンを手に持たずに音声を入力または出力
するマン・マシン・インターフェースであるハンズフリ
ー装置およびその方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のハンズフリー装置は、スピーカと
マイクロホンとを備え、スピーカまたはマイクロホンを
手に持たずに音声を入力または出力するマン・マシン・
インターフェースであった。
マイクロホンとを備え、スピーカまたはマイクロホンを
手に持たずに音声を入力または出力するマン・マシン・
インターフェースであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来のハンズフリー装置では、ハンズフリー装置と通話者
との間の音声入出力に指向性がないために、ハンズフリ
ー装置からの音声出力が通話者以外にも聞こえて迷惑に
なるという問題があった。また、騒音の大きい環境下で
はハンズフリー装置への音声入力のＳ／Ｎ比が悪くなる
という問題があった。
来のハンズフリー装置では、ハンズフリー装置と通話者
との間の音声入出力に指向性がないために、ハンズフリ
ー装置からの音声出力が通話者以外にも聞こえて迷惑に
なるという問題があった。また、騒音の大きい環境下で
はハンズフリー装置への音声入力のＳ／Ｎ比が悪くなる
という問題があった。
【０００４】本発明はこのような問題を解決するために
なされたもので、通話者の方向を特定し、音声入出力の
指向性を通話者の方向に制御できるハンズフリー装置お
よび方法を提供するものである。
なされたもので、通話者の方向を特定し、音声入出力の
指向性を通話者の方向に制御できるハンズフリー装置お
よび方法を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、複数の超音波
センサを備えたハンズフリー装置と、超音波発振器とを
用い、前記超音波発振器を前記ハンズフリー装置の外部
に設け、前記超音波発振器から超音波を出力し、前記超
音波を前記複数の超音波センサで入力し、その位相情
報、または位相情報および振幅情報をもとに前記超音波
発振器の方向を特定することを特徴とするものである。
この構成により、ハンズフリー装置を基準とした超音波
発振器の方向を特定することができるので、超音波発振
器を通話者に携帯させれば、通話者の方向を特定するこ
とができる。
センサを備えたハンズフリー装置と、超音波発振器とを
用い、前記超音波発振器を前記ハンズフリー装置の外部
に設け、前記超音波発振器から超音波を出力し、前記超
音波を前記複数の超音波センサで入力し、その位相情
報、または位相情報および振幅情報をもとに前記超音波
発振器の方向を特定することを特徴とするものである。
この構成により、ハンズフリー装置を基準とした超音波
発振器の方向を特定することができるので、超音波発振
器を通話者に携帯させれば、通話者の方向を特定するこ
とができる。
【０００６】また、複数の超音波センサに加えて複数の
スピーカ備えたハンズフリー装置を用い、前記スピーカ
の音声出力の位相、または位相および振幅を制御するこ
とによって、特定した超音波発振器の方向にスピーカの
指向性を高めること特徴とする。この構成により、ハン
ズフリー装置からの音声出力が超音波発振器の方向以外
には弱くなるので、超音波発振器を通話者に携帯させれ
ば、通話者以外への音声出力が弱くなるため、他人への
迷惑を軽減することができる。
スピーカ備えたハンズフリー装置を用い、前記スピーカ
の音声出力の位相、または位相および振幅を制御するこ
とによって、特定した超音波発振器の方向にスピーカの
指向性を高めること特徴とする。この構成により、ハン
ズフリー装置からの音声出力が超音波発振器の方向以外
には弱くなるので、超音波発振器を通話者に携帯させれ
ば、通話者以外への音声出力が弱くなるため、他人への
迷惑を軽減することができる。
【０００７】さらに、複数の超音波センサに加えて複数
のマイクロホン備えたハンズフリー装置を用い、前記マ
イクロホンの音声入力に位相、または位相および振幅の
重み付けを行うことによって、特定した超音波発振器の
方向にハンズフリー装置のマイクロホンの指向性を高め
ることを特徴とする。この構成により、騒音の大きい環
境下でもハンズフリー装置への音声入力のＳ／Ｎ比の劣
化を低減することができる。
のマイクロホン備えたハンズフリー装置を用い、前記マ
イクロホンの音声入力に位相、または位相および振幅の
重み付けを行うことによって、特定した超音波発振器の
方向にハンズフリー装置のマイクロホンの指向性を高め
ることを特徴とする。この構成により、騒音の大きい環
境下でもハンズフリー装置への音声入力のＳ／Ｎ比の劣
化を低減することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】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。
て、図面を用いて説明する。
【０００９】（第１の実施の形態）図１は、本発明の第
１の実施の形態のハンズフリー方法を示す図である。本
発明の第１の実施は、４つの超音波センサ12を備えたハ
ンズフリー装置11と、ハンズフリー装置11の外部に設け
た超音波発振器13とを用いる。４つの超音波センサ12
は、それぞれが矩形の頂点を形成する位置に配設されて
いる。超音波発振器13は通話者により携帯されている場
合を図示した。
１の実施の形態のハンズフリー方法を示す図である。本
発明の第１の実施は、４つの超音波センサ12を備えたハ
ンズフリー装置11と、ハンズフリー装置11の外部に設け
た超音波発振器13とを用いる。４つの超音波センサ12
は、それぞれが矩形の頂点を形成する位置に配設されて
いる。超音波発振器13は通話者により携帯されている場
合を図示した。
【００１０】図１において、超音波発振器13から出力さ
れた超音波は、ハンズフリー装置11に設けられた４つの
超音波センサ12に入力され、それぞれが電気信号に変換
される。ハンズフリー装置11では、図示されていない信
号処理回路により、各々の超音波センサ12に入力された
超音波の位相と振幅情報をもとに超音波発振器13の方向
を特定することができる。またその方向を図示されてい
ない表示装置で表示することもできる。
れた超音波は、ハンズフリー装置11に設けられた４つの
超音波センサ12に入力され、それぞれが電気信号に変換
される。ハンズフリー装置11では、図示されていない信
号処理回路により、各々の超音波センサ12に入力された
超音波の位相と振幅情報をもとに超音波発振器13の方向
を特定することができる。またその方向を図示されてい
ない表示装置で表示することもできる。
【００１１】次に、図２と図３を用いて超音波発振器の
方向を特定する原理を例をあげて説明する。ここでは簡
単に原理を説明するために、４つの超音波センサ12A、1
2B、12C、12Dに対して図２のような座標軸をとり、原点
Ｏからｄの距離のｘ、ｙ軸上に各超音波センサが配置さ
れていることにする。またハンズフリー装置11に超音波
14が入射する方向21とｘ軸とのなす角度をθとする。
方向を特定する原理を例をあげて説明する。ここでは簡
単に原理を説明するために、４つの超音波センサ12A、1
2B、12C、12Dに対して図２のような座標軸をとり、原点
Ｏからｄの距離のｘ、ｙ軸上に各超音波センサが配置さ
れていることにする。またハンズフリー装置11に超音波
14が入射する方向21とｘ軸とのなす角度をθとする。
【００１２】それぞれの超音波センサ12A、12B、12C、1
2Dで検出される超音波の位相φA、φB、φC、φDはそれ
ぞれ、 φA＝ ２πｄ×cos(θ)／λ …[1-a] φB＝ ２πｄ×sin(θ)／λ …[1-b] φC＝−２πｄ×cos(θ)／λ …[1-c] φD＝−２πｄ×sin(θ)／λ …[1-d] となる。ここでλは検出した超音波の波長である。また
位相は原点で検出される位相を基準にした。これらの式
を整理すると、 cos(θ)＝（φA−φC)×λ／４πｄ …[2-a] sin(θ)＝（φB−φD)×λ／４πｄ …[2-b] と表せる。ここで超音波発振器13の波長λは既知であ
り、長さｄも超音波センサ12A〜12Dの配置から既知であ
るので、位相φA、φB、φC、φDを検出すれば式[2-
a]、式[2-b]から超音波21が入射する方向θを一意に特
定することができる。
2Dで検出される超音波の位相φA、φB、φC、φDはそれ
ぞれ、 φA＝ ２πｄ×cos(θ)／λ …[1-a] φB＝ ２πｄ×sin(θ)／λ …[1-b] φC＝−２πｄ×cos(θ)／λ …[1-c] φD＝−２πｄ×sin(θ)／λ …[1-d] となる。ここでλは検出した超音波の波長である。また
位相は原点で検出される位相を基準にした。これらの式
を整理すると、 cos(θ)＝（φA−φC)×λ／４πｄ …[2-a] sin(θ)＝（φB−φD)×λ／４πｄ …[2-b] と表せる。ここで超音波発振器13の波長λは既知であ
り、長さｄも超音波センサ12A〜12Dの配置から既知であ
るので、位相φA、φB、φC、φDを検出すれば式[2-
a]、式[2-b]から超音波21が入射する方向θを一意に特
定することができる。
【００１３】例えば、cos(θ)＝１.０、sin(θ)＝０.０
という組みに対してはθ＝０度であり、他の解はない。
図３は式[2-a]、[2-b]の関係を表したグラフであるが、
あるcos(θ)とsin(θ)の値の組みを満たすθの値は２π
の整数倍を除いて１つしかないので方向を一意に特定す
ることができることは明らかである。
という組みに対してはθ＝０度であり、他の解はない。
図３は式[2-a]、[2-b]の関係を表したグラフであるが、
あるcos(θ)とsin(θ)の値の組みを満たすθの値は２π
の整数倍を除いて１つしかないので方向を一意に特定す
ることができることは明らかである。
【００１４】なお、以上の本実施の形態では説明を分か
りやすくするために、超音波センサの数は４とし、検出
した位相情報のみを利用する例を挙げたが、さらに超音
波センサの数を増減したり、位相だけでなく振幅の情報
を利用することもできる。また超音波発振器13を通話者
15に携帯させれば、通話者15の方向を特定することがで
きる。さらに実用上、超音波発振器13を数秒に一回程度
発振させ、超音波センサ12をそれに同期させれば、超音
波発振器13が連続的に発振していなくても通話者15の動
きまわる速さに追随してその方向を特定することができ
る。
りやすくするために、超音波センサの数は４とし、検出
した位相情報のみを利用する例を挙げたが、さらに超音
波センサの数を増減したり、位相だけでなく振幅の情報
を利用することもできる。また超音波発振器13を通話者
15に携帯させれば、通話者15の方向を特定することがで
きる。さらに実用上、超音波発振器13を数秒に一回程度
発振させ、超音波センサ12をそれに同期させれば、超音
波発振器13が連続的に発振していなくても通話者15の動
きまわる速さに追随してその方向を特定することができ
る。
【００１５】（第２の実施の形態）本発明の第２の実施
の形態では、第１の実施の形態の構成に加えてさらにハ
ンズフリー装置に複数個のスピーカを設け、スピーカの
音声出力の位相と振幅とを制御することによって、特定
した超音波発振器の方向にハンズフリー装置のスピーカ
の指向性を高めるようにした。
の形態では、第１の実施の形態の構成に加えてさらにハ
ンズフリー装置に複数個のスピーカを設け、スピーカの
音声出力の位相と振幅とを制御することによって、特定
した超音波発振器の方向にハンズフリー装置のスピーカ
の指向性を高めるようにした。
【００１６】図４は、本発明の第２の実施の形態のハン
ズフリー方法を示す図である。この図において、図１と
同一の構成要素または対応する構成要素には図１で使用
した符号を付した。
ズフリー方法を示す図である。この図において、図１と
同一の構成要素または対応する構成要素には図１で使用
した符号を付した。
【００１７】このハンズフリー方法は、４つの超音波セ
ンサ12および４つのスピーカ31を備えたハンズフリー装
置11と、ハンズフリー装置11の外部に設けた超音波発振
器13とを用いる。４つの超音波センサ12は、それぞれが
矩形の頂点を形成する位置に配設されている。また４つ
のスピーカ31も、それぞれが矩形の頂点を形成する位置
に配設されている。超音波発振器13は通話者により携帯
されている場合を図示した。
ンサ12および４つのスピーカ31を備えたハンズフリー装
置11と、ハンズフリー装置11の外部に設けた超音波発振
器13とを用いる。４つの超音波センサ12は、それぞれが
矩形の頂点を形成する位置に配設されている。また４つ
のスピーカ31も、それぞれが矩形の頂点を形成する位置
に配設されている。超音波発振器13は通話者により携帯
されている場合を図示した。
【００１８】図４において、超音波発振器13から出力さ
れた超音波は、ハンズフリー装置11に設けられた４つの
超音波センサ12に入力され、それぞれが電気信号に変換
される。ハンズフリー装置11では、図示されていない信
号処理回路により、各々の超音波センサ12に入力された
超音波の位相と振幅情報をもとに超音波発振器13の方向
を特定することができる。またその方向を図示されてい
ない表示装置で表示することもできる。超音波発振器13
の方向を特定する原理は第１の実施の形態と同じであ
る。
れた超音波は、ハンズフリー装置11に設けられた４つの
超音波センサ12に入力され、それぞれが電気信号に変換
される。ハンズフリー装置11では、図示されていない信
号処理回路により、各々の超音波センサ12に入力された
超音波の位相と振幅情報をもとに超音波発振器13の方向
を特定することができる。またその方向を図示されてい
ない表示装置で表示することもできる。超音波発振器13
の方向を特定する原理は第１の実施の形態と同じであ
る。
【００１９】さらに４つのスピーカ31の音声出力の位相
と振幅を制御することにより、特定した超音波発振器13
の方向にスピーカ31の指向性を高めることができる。以
下図５〜図７を用いて、特定した超音波発振器13の方向
に音声出力の指向性を高める原理を例をあげて説明す
る。
と振幅を制御することにより、特定した超音波発振器13
の方向にスピーカ31の指向性を高めることができる。以
下図５〜図７を用いて、特定した超音波発振器13の方向
に音声出力の指向性を高める原理を例をあげて説明す
る。
【００２０】図５に示すようにハンズフリー装置11上に
スピーカ31A、31B、31C、31Dが配置され、原点Ｏからｄ
outの距離のｘ、ｙ軸上に各スピーカが配置されるよう
に座標軸を定めた。また指向性を高めたい方向35とｘ軸
とのなす角度をθとし、各スピーカ31A、31B、31C、31D
から出力される音声の位相をそれぞれφAout、φBout、
φCout、φDoutとする。ここでは各スピーカは無指向性
のものを使用した。
スピーカ31A、31B、31C、31Dが配置され、原点Ｏからｄ
outの距離のｘ、ｙ軸上に各スピーカが配置されるよう
に座標軸を定めた。また指向性を高めたい方向35とｘ軸
とのなす角度をθとし、各スピーカ31A、31B、31C、31D
から出力される音声の位相をそれぞれφAout、φBout、
φCout、φDoutとする。ここでは各スピーカは無指向性
のものを使用した。
【００２１】一般にθの方向に指向性を高めたい場合に
は例えば、 φAout＝−２πｄout×cos(θ)／λout …[3-a] φBout＝−２πｄout×sin(θ)／λout …[3-b] φCout＝ ２πｄout×cos(θ)／λout …[3-c] φDout＝ ２πｄout×sin(θ)／λout …[3-d] で同じ振幅とすればよい。ここでλoutは出力音声の波
長である。例えば、ｄout／λout＝０.２５のときθ＝
０度の方向に指向性を高めたい場合には、 φAout＝−９０度 …[4-a] φBout＝ ０度 …[4-b] φCout＝ ９０度 …[4-c] φDout＝ ０度 …[4-d] で同じ振幅とすればよい。このときの音声出力強度のレ
ーダーチャートを図６に示す。θ＝０度の方向には各ス
ピーカの音声出力の位相がそろって強め合い、他の方向
では弱め合うことがわかる。
は例えば、 φAout＝−２πｄout×cos(θ)／λout …[3-a] φBout＝−２πｄout×sin(θ)／λout …[3-b] φCout＝ ２πｄout×cos(θ)／λout …[3-c] φDout＝ ２πｄout×sin(θ)／λout …[3-d] で同じ振幅とすればよい。ここでλoutは出力音声の波
長である。例えば、ｄout／λout＝０.２５のときθ＝
０度の方向に指向性を高めたい場合には、 φAout＝−９０度 …[4-a] φBout＝ ０度 …[4-b] φCout＝ ９０度 …[4-c] φDout＝ ０度 …[4-d] で同じ振幅とすればよい。このときの音声出力強度のレ
ーダーチャートを図６に示す。θ＝０度の方向には各ス
ピーカの音声出力の位相がそろって強め合い、他の方向
では弱め合うことがわかる。
【００２２】同様に例えば、ｄout／λout＝０.２５の
ときθ＝３０度の方向に指向性を高めたい場合には、 φAout＝−７７.９４度 …[5-a] φBout＝−４５.００度 …[5-b] φCout＝ ７７.９４度 …[5-c] φDout＝ ４５.００度 …[5-d] で同じ振幅とすればよい。このときの音声出力強度のレ
ーダーチャートを図７に示す。θ＝３０度の方向には各
スピーカの音声出力の位相がそろって強め合い、他の方
向では弱め合うことがわかる。
ときθ＝３０度の方向に指向性を高めたい場合には、 φAout＝−７７.９４度 …[5-a] φBout＝−４５.００度 …[5-b] φCout＝ ７７.９４度 …[5-c] φDout＝ ４５.００度 …[5-d] で同じ振幅とすればよい。このときの音声出力強度のレ
ーダーチャートを図７に示す。θ＝３０度の方向には各
スピーカの音声出力の位相がそろって強め合い、他の方
向では弱め合うことがわかる。
【００２３】以上の本実施の形態では説明を分かりやす
くするために、スピーカの数は４つで、位相のみ制御す
る例を挙げたが、さらにスピーカの数を増減したり、位
相だけでなく振幅を制御することもできる。また超音波
発振器13を通話者15に携帯させればこの構成により、通
話者15の方向にハンズフリー装置11からの音声出力32の
指向性を高めることができる。さらに実用上、超音波発
振器13を数秒に一回程度発振させ、超音波センサ12をそ
れに同期させれば、超音波発振器13が連続的に発振して
いなくても通話者15の動きまわる速さに追随してその方
向に音声出力32の指向性を高めることができる。
くするために、スピーカの数は４つで、位相のみ制御す
る例を挙げたが、さらにスピーカの数を増減したり、位
相だけでなく振幅を制御することもできる。また超音波
発振器13を通話者15に携帯させればこの構成により、通
話者15の方向にハンズフリー装置11からの音声出力32の
指向性を高めることができる。さらに実用上、超音波発
振器13を数秒に一回程度発振させ、超音波センサ12をそ
れに同期させれば、超音波発振器13が連続的に発振して
いなくても通話者15の動きまわる速さに追随してその方
向に音声出力32の指向性を高めることができる。
【００２４】以上のように本発明の第２の実施の形態に
よれば、特定した超音波発振器13の方向にハンズフリー
装置11からの音声出力32の指向性を高め、通話者15以外
には音声出力を弱くすることにより、他人への迷惑を軽
減することができる。
よれば、特定した超音波発振器13の方向にハンズフリー
装置11からの音声出力32の指向性を高め、通話者15以外
には音声出力を弱くすることにより、他人への迷惑を軽
減することができる。
【００２５】（第３の実施の形態）本発明の第３の実施
の形態では、第１の実施の形態の構成に加えてさらにハ
ンズフリー装置に複数個のマイクロホンを設け、マイク
ロホンの音声入力の位相と振幅を制御することによっ
て、特定した超音波発振器の方向にハンズフリー装置の
マイクロホンの指向性を高めるようにした。
の形態では、第１の実施の形態の構成に加えてさらにハ
ンズフリー装置に複数個のマイクロホンを設け、マイク
ロホンの音声入力の位相と振幅を制御することによっ
て、特定した超音波発振器の方向にハンズフリー装置の
マイクロホンの指向性を高めるようにした。
【００２６】図８は、本発明の第３の実施の形態のハン
ズフリー方法を示す図である。この図において、図１と
同一の構成要素または対応する構成要素には図１で使用
した符号を付した。
ズフリー方法を示す図である。この図において、図１と
同一の構成要素または対応する構成要素には図１で使用
した符号を付した。
【００２７】このハンズフリー方法は、４つの超音波セ
ンサ12および４つのマイクロホン41を備えたハンズフリ
ー装置11と、ハンズフリー装置11の外部に設けた超音波
発振器13とを用いる。４つの超音波センサ12は、それぞ
れが矩形の頂点を形成する位置に配設されている。また
４つのマイクロホン41も、それぞれが矩形の頂点を形成
する位置に配設されている。超音波発振器13は通話者に
より携帯されている場合を図示した。
ンサ12および４つのマイクロホン41を備えたハンズフリ
ー装置11と、ハンズフリー装置11の外部に設けた超音波
発振器13とを用いる。４つの超音波センサ12は、それぞ
れが矩形の頂点を形成する位置に配設されている。また
４つのマイクロホン41も、それぞれが矩形の頂点を形成
する位置に配設されている。超音波発振器13は通話者に
より携帯されている場合を図示した。
【００２８】図８において、超音波発振器13から出力さ
れた超音波は、ハンズフリー装置11に設けられた４つの
超音波センサ12に入力され、それぞれが電気信号に変換
される。ハンズフリー装置11では、図示されていない信
号処理回路により、各々の超音波センサ12に入力された
超音波の位相と振幅情報をもとに超音波発振器13２の方
向を特定することができる。またその方向を図示されて
いない表示装置で表示することもできる。超音波発振器
13の方向を特定する原理は第１の実施の形態と同じであ
る。
れた超音波は、ハンズフリー装置11に設けられた４つの
超音波センサ12に入力され、それぞれが電気信号に変換
される。ハンズフリー装置11では、図示されていない信
号処理回路により、各々の超音波センサ12に入力された
超音波の位相と振幅情報をもとに超音波発振器13２の方
向を特定することができる。またその方向を図示されて
いない表示装置で表示することもできる。超音波発振器
13の方向を特定する原理は第１の実施の形態と同じであ
る。
【００２９】さらに４つのマイクロホン41の音声入力の
位相と振幅を制御することにより、特定した超音波発振
器13の方向にマイクロホン41の指向性を高めることがで
きる。以下図５〜図７を用いて、特定した超音波発振器
13の方向に音声出力の指向性を高める原理を例をあげて
説明する。
位相と振幅を制御することにより、特定した超音波発振
器13の方向にマイクロホン41の指向性を高めることがで
きる。以下図５〜図７を用いて、特定した超音波発振器
13の方向に音声出力の指向性を高める原理を例をあげて
説明する。
【００３０】例えば図９のように、４つのマイクロホン
41A、41B、41C、41D上に座標軸をとり、原点Ｏからｄin
の距離のｘ、ｙ軸上に各マイクロホンを配置した。本実
施の形態では各マイクロホンは無指向性のものを使用し
た。指向性を高めたい方向45とｘ軸とのなす角度をθと
すると、各マイクロホン41A、41B、41C、41Dから入力さ
れる音声の振幅は変えずに、位相をそれぞれ、 φAin＝−２πｄin×cos(θ)／λin …[6-a] φBin＝−２πｄin×sin(θ)／λin …[6-b] φCin＝ ２πｄin×cos(θ)／λin …[6-c] φDin＝ ２πｄin×sin(θ)／λin …[6-d] だけずらして加算すればよい。ここでλinは入力音声の
波長である。このときの音声入力の感度は本発明の第２
の実施の形態の図６、７と全く同様になる。
41A、41B、41C、41D上に座標軸をとり、原点Ｏからｄin
の距離のｘ、ｙ軸上に各マイクロホンを配置した。本実
施の形態では各マイクロホンは無指向性のものを使用し
た。指向性を高めたい方向45とｘ軸とのなす角度をθと
すると、各マイクロホン41A、41B、41C、41Dから入力さ
れる音声の振幅は変えずに、位相をそれぞれ、 φAin＝−２πｄin×cos(θ)／λin …[6-a] φBin＝−２πｄin×sin(θ)／λin …[6-b] φCin＝ ２πｄin×cos(θ)／λin …[6-c] φDin＝ ２πｄin×sin(θ)／λin …[6-d] だけずらして加算すればよい。ここでλinは入力音声の
波長である。このときの音声入力の感度は本発明の第２
の実施の形態の図６、７と全く同様になる。
【００３１】以上の本実施の形態では説明を分かりやす
くするために、マイクロホンの数は４つとし、位相のみ
重み付けする例を挙げたが、さらにマイクロホンの数を
増減したり、位相だけでなく振幅を重み付けすることも
できる。また超音波発振器13を通話者15に携帯させるこ
とにより、通話者15の方向にハンズフリー装置11への音
声入力42の指向性を高めることができる。さらに実用
上、超音波発振器13を数秒に一回程度発振させ、超音波
センサ12をそれに同期させれば、超音波発振器13が連続
的に発振していなくても通話者15の動きまわる速さに追
随してその方向に音声入力42の指向性を高めることがで
きる。
くするために、マイクロホンの数は４つとし、位相のみ
重み付けする例を挙げたが、さらにマイクロホンの数を
増減したり、位相だけでなく振幅を重み付けすることも
できる。また超音波発振器13を通話者15に携帯させるこ
とにより、通話者15の方向にハンズフリー装置11への音
声入力42の指向性を高めることができる。さらに実用
上、超音波発振器13を数秒に一回程度発振させ、超音波
センサ12をそれに同期させれば、超音波発振器13が連続
的に発振していなくても通話者15の動きまわる速さに追
随してその方向に音声入力42の指向性を高めることがで
きる。
【００３２】以上のように本発明の第３の実施の形態に
よれば、特定した超音波発振器13の方向にハンズフリー
装置11への音声入力42を指向性を高めることにより、騒
音の大きい環境下でもハンズフリー装置11への音声入力
のＳ／Ｎ比の低下を防止することができる。
よれば、特定した超音波発振器13の方向にハンズフリー
装置11への音声入力42を指向性を高めることにより、騒
音の大きい環境下でもハンズフリー装置11への音声入力
のＳ／Ｎ比の低下を防止することができる。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数の超音波センサを備えたハンズフリー装置の外部に
超音波発振器を設け、前記超音波発振器から出力された
超音波を前記複数の超音波センサで入力し、その位相情
報、または位相情報および振幅情報をもとに前記超音波
発振器の方向を特定することにより、ハンズフリー装置
を基準とした超音波発振器の方向を特定することができ
る。そして、超音波発振器を通話者に携帯させることに
より、通話者の方向を特定することができる。
複数の超音波センサを備えたハンズフリー装置の外部に
超音波発振器を設け、前記超音波発振器から出力された
超音波を前記複数の超音波センサで入力し、その位相情
報、または位相情報および振幅情報をもとに前記超音波
発振器の方向を特定することにより、ハンズフリー装置
を基準とした超音波発振器の方向を特定することができ
る。そして、超音波発振器を通話者に携帯させることに
より、通話者の方向を特定することができる。
【００３４】また、複数の超音波センサに加えて複数の
スピーカ備えたハンズフリー装置を用い、前記スピーカ
の音声出力の位相、または位相および振幅を制御するこ
とによって、特定した超音波発振器の方向にスピーカの
指向性を高めることにより、ハンズフリー装置からの音
声出力が超音波発振器の方向以外には弱くすることがで
きる。そして、超音波発振器を通話者に携帯させること
により、通話者以外への音声出力を弱くし、他人への迷
惑を軽減することができる。
スピーカ備えたハンズフリー装置を用い、前記スピーカ
の音声出力の位相、または位相および振幅を制御するこ
とによって、特定した超音波発振器の方向にスピーカの
指向性を高めることにより、ハンズフリー装置からの音
声出力が超音波発振器の方向以外には弱くすることがで
きる。そして、超音波発振器を通話者に携帯させること
により、通話者以外への音声出力を弱くし、他人への迷
惑を軽減することができる。
【００３５】さらに複数の超音波センサに加えて複数の
マイクロホン備えたハンズフリー装置を用い、前記マイ
クロホンの音声入力に位相、または位相および振幅の重
み付けを行うことによって、特定した超音波発振器の方
向にハンズフリー装置のマイクロホンの指向性を高める
ことにより、騒音の大きい環境下でもハンズフリー装置
への音声入力のＳ／Ｎ比の劣化を低減することができ
る。
マイクロホン備えたハンズフリー装置を用い、前記マイ
クロホンの音声入力に位相、または位相および振幅の重
み付けを行うことによって、特定した超音波発振器の方
向にハンズフリー装置のマイクロホンの指向性を高める
ことにより、騒音の大きい環境下でもハンズフリー装置
への音声入力のＳ／Ｎ比の劣化を低減することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す図、
【図２】本発明の第１の実施の形態における方向特定の
原理を説明するための図、
原理を説明するための図、
【図３】sin(θ)、cos(θ)のグラフ、
【図４】本発明の第２の実施の形態を示す図、
【図５】本発明の第２の実施の形態における特定した方
向に音声出力の指向性を高める原理を説明するための
図、
向に音声出力の指向性を高める原理を説明するための
図、
【図６】θ＝０度の場合の音声出力強度のレーダーチャ
ート図、
ート図、
【図７】θ＝３０度の場合の音声出力強度のレーダーチ
ャート図、
ャート図、
【図８】本発明の第３の実施の形態を示す図、
【図９】本発明の第３の実施の形態における特定した方
向に音声入力の指向性を高める原理を説明するための図
である。
向に音声入力の指向性を高める原理を説明するための図
である。
11 ハンズフリー装置 12、12A、12B、12C、12D 超音波センサ 13 超音波発振器 14 超音波 15 通話者 21 超音波の入射する方向 31、31A、31B、31C、31D スピーカ 32 音声出力 35 スピーカーの指向性を高めたい方向 41、41A、41B、41C、41D マイクロホン 42 音声入力 45 マイクロホンの指向性を高めたい方向
Claims (9)
- 【請求項１】 複数の超音波センサを備え、外部の超音
波発振器から出力される超音波を前記複数の超音波セン
サで入力し、その位相情報をもとに前記超音波発振器の
方向を特定することを特徴とするハンズフリー装置。 - 【請求項２】 位相情報と共に振幅情報を用いることを
特徴とする請求項１記載のハンズフリー装置。 - 【請求項３】 さらに複数のスピーカを備え、前記スピ
ーカの音声出力の位相を制御することによって、特定し
た超音波発振器の方向に当該スピーカの指向性を高める
ことを特徴とする請求項１または２記載のハンズフリー
装置。 - 【請求項４】 位相制御と共に振幅制御を行うことを特
徴とする請求項３記載のハンズフリー装置。 - 【請求項５】 さらに複数のマイクロホンを備え、前記
マイクロホンの音声入力に位相の重み付けを行うことに
よって、特定した超音波発振器の方向に前記マイクロホ
ンの指向性を高めることを特徴とする請求項１〜４のい
ずれか記載のハンズフリー装置。 - 【請求項６】 位相の重み付けと共に振幅の重み付けを
行うことを特徴とする請求項５記載のハンズフリー装
置。 - 【請求項７】 複数の超音波センサを備えたハンズフリ
ー装置と、超音波発振器とを用い、前記超音波発振器を
前記ハンズフリー装置の外部に設け、前記超音波発振器
から超音波を出力し、前記超音波を前記複数の超音波セ
ンサで入力し、その位相情報、または位相情報および振
幅情報をもとに前記超音波発振器の方向を特定すること
を特徴とするハンズフリー方法。 - 【請求項８】 ハンズフリー装置はさらに複数のスピー
カ備えており、前記スピーカの音声出力の位相、または
位相および振幅を制御することによって、特定した超音
波発振器の方向にスピーカの指向性を高めること特徴と
する請求項７記載のハンズフリー方法。 - 【請求項９】 ハンズフリー装置はさらに複数のマイク
ロホン備えており、前記マイクロホンの音声入力に位
相、または位相および振幅の重み付けを行うことによっ
て、特定した超音波発振器の方向にハンズフリー装置の
マイクロホンの指向性を高めることを特徴とする請求項
７または８記載のハンズフリー方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000177088A JP2001359187A (ja) | 2000-06-13 | 2000-06-13 | ハンズフリー装置および方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000177088A JP2001359187A (ja) | 2000-06-13 | 2000-06-13 | ハンズフリー装置および方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001359187A true JP2001359187A (ja) | 2001-12-26 |
Family
ID=18678730
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000177088A Pending JP2001359187A (ja) | 2000-06-13 | 2000-06-13 | ハンズフリー装置および方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001359187A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030089281A (ko) * | 2002-05-17 | 2003-11-21 | 박선순 | 초음파 변조법, 복조법을 이용한 음성 및 음향신호 발생과청취방법 및 시스템 구성 |
| JP2007096992A (ja) * | 2005-09-29 | 2007-04-12 | Kyocera Corp | 携帯端末 |
| JP2007243520A (ja) * | 2006-03-08 | 2007-09-20 | Softbank Telecom Corp | 電話ネットワークシステム |
| CN112788480A (zh) * | 2021-01-27 | 2021-05-11 | 歌尔科技有限公司 | 出声结构及可穿戴设备 |
| JP7015628B1 (ja) | 2021-08-16 | 2022-02-03 | 功憲 末次 | 音声会話装置 |
-
2000
- 2000-06-13 JP JP2000177088A patent/JP2001359187A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030089281A (ko) * | 2002-05-17 | 2003-11-21 | 박선순 | 초음파 변조법, 복조법을 이용한 음성 및 음향신호 발생과청취방법 및 시스템 구성 |
| JP2007096992A (ja) * | 2005-09-29 | 2007-04-12 | Kyocera Corp | 携帯端末 |
| JP2007243520A (ja) * | 2006-03-08 | 2007-09-20 | Softbank Telecom Corp | 電話ネットワークシステム |
| JP4685665B2 (ja) * | 2006-03-08 | 2011-05-18 | ソフトバンクテレコム株式会社 | 電話ネットワークシステム |
| CN112788480A (zh) * | 2021-01-27 | 2021-05-11 | 歌尔科技有限公司 | 出声结构及可穿戴设备 |
| CN112788480B (zh) * | 2021-01-27 | 2023-01-24 | 歌尔科技有限公司 | 出声结构及可穿戴设备 |
| JP7015628B1 (ja) | 2021-08-16 | 2022-02-03 | 功憲 末次 | 音声会話装置 |
| JP2023026776A (ja) * | 2021-08-16 | 2023-03-01 | 功憲 末次 | 音声会話装置 |
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