JP2005125843A - 車載用音響装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両の運転者が聴く音の娯楽性を高めると共に、走行状況や警報などを音を通して運転者に伝えることができる車載用音響装置を提供する。
【解決手段】 ＣＰＵ５は記憶部６から音量制御テーブルを読み出し、音量制御テーブルに基づいて各チャネルの音量を音量制御情報に設定し、音源部１へ出力する。この音量制御情報はＩ／Ｆ１１を介して音量制御部１５へ出力される。音量制御部１５は音量制御情報に基づいて、音源１４から出力された音データに含まれる音量に関する情報をチャネルごとに変更し、音データをＤＡＣ１６へ出力する。続いてＤＡＣ１６は音データをアナログの発音信号に変換し、各スピーカへ出力する。各スピーカは発音信号に基づいて音を発生する。
【選択図】 図２

Description

この発明は、自動二輪車などの車両に搭載され、この車両の運転者に聴かせるための音楽や音を発生する音響装置に関する。

従来、自動二輪車において、運転者が運転しながら音楽を聴くことができるように、スピーカを含む音響装置を自動二輪車に取り付けることができる。通常、この音響装置はシート内部やトップケース内部、あるいは運転者が使用するヘルメットなどの一箇所に取り付けられ、スピーカから発生する音楽または簡単な信号音（お知らせ音のようなもの）を、運転者が運転中に聴くことができる。

なお、特許文献１には、自動二輪車に複数のスピーカを設置した自動二輪車のオーディオ装置配置構造が開示されている。
特開２００２−１４５１５４号公報

しかし、上述した従来の音響装置は、運転者の好みの音楽を鳴らすことはできたが、音楽をそのまま出力するだけであった。また、信号音もボタン音やウィンカー音などの限られたイベント時に単発的に鳴る音のみであった。したがって、従来の音響装置から発生する音楽や信号音などの音は非常に娯楽性に乏しいものであった。

本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであって、車両の運転者が聴く音の娯楽性を高めると共に、走行状況や警報などを音を通して運転者に伝えることができる車載用音響装置を提供することを目的とする。

本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、車両に搭載され、発音用データに基づいて音を発生する車載用音響装置において、前記発音用データを記憶する記憶手段と、前記記憶手段から前記発音用データを読み出し、該発音用データに基づいて複数の発音信号を生成する発音信号生成手段と、前記発音信号生成手段によって生成された前記複数の発音信号に基づいて音を発生する、前記複数の発音信号の各々に対応した複数の音発生手段と、前記複数の音発生手段によって発生される音の発生のタイミングを制御する制御手段とを具備することを特徴とする車載用音響装置である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車載用音響装置において、前記制御手段は、前記発音信号生成手段によって生成された前記複数の発音信号の音量パラメータを制御し、該複数の発音信号を前記複数の音発生手段に出力することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の車載用音響装置において、前記記憶手段はさらに、前記複数の音発生手段と該複数の音発生手段が発生する音の音量とが対応付けられた音量制御テーブルを記憶し、前記制御手段は、前記記憶手段中の前記音量制御テーブルに基づいて、前記発音信号生成手段によって生成された前記複数の発音信号の音量パラメータを制御し、該複数の発音信号を前記複数の音発生手段に出力することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の車載用音響装置において、前記車両の走行状態を検出する検出手段をさらに具備し、前記制御手段は、前記検出手段によって検出された前記車両の走行状態に応じて、前記複数の音発生手段によって発生される音の発生のタイミングを制御することを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項２または請求項３に記載の車載用音響装置において、前記車両の走行状態を検出する検出手段をさらに具備し、前記制御手段はさらに、前記検出手段によって検出された前記車両の走行状態に応じたタイミングで、前記発音信号生成手段によって生成された前記複数の発音信号の音量パラメータを制御することを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項５のいずれかの項に記載の車載用音響装置において、前記複数の音発生手段は、前記車両の運転者を囲むように配置され、音の発生方向は前記運転者を向く方向であることを特徴とする。

この発明によれば、複数のスピーカを自動二輪車などの車両に設け、それぞれのスピーカから発生する音のタイミングを制御するようにしたので、車両の運転者が聴く音の娯楽性を高めると共に、走行状況や警報などを音を通して運転者に伝えることができるという効果が得られる。

以下、図面を参照し、この発明を実施するための最良の形態について説明する。本実施形態においては電動二輪車に設置される車載用音響装置を例として説明する。図１は、この発明の一実施形態による車載用音響装置の構成を示すブロック図である。図において１は音源部であり、ＣＰＵ（中央処理装置）５から出力される発音用データに基づいて発音信号を生成し、スピーカ２へ出力する。スピーカ２は音源部１から出力された発音信号に基づいた音を発生する。スピーカ２は電動二輪車の様々な場所に配置可能で、ＣＰＵ５や記憶部６などが設けられる車載用音響装置の本体から離れた位置に設置される。

３は発動機検出部であり、電動二輪車に搭載される図示せぬ発動機のモータの回転数を検出し、検出した回転数に関する情報をＣＰＵ５へ出力する。４は操作検出部であり、運転者が操作するハンドルに設けられたアクセルの、運転者による握り具合を検出し、検出した握り具合に関するアクセル情報をＣＰＵ５へ出力する。また、運転者が方向指示器やブレーキなどを操作した場合には、それらの操作に応じた情報をＣＰＵ５へ出力する。

ＣＰＵ５は各部を制御すると共に、記憶部６から発音用データを読み出して音源部１へ出力する。また、ＣＰＵ５は記憶部６に格納された音量制御テーブルに基づいて、スピーカ２が発生する音量を制御するための音量制御情報を生成し、音源部１へ出力する。音量制御テーブルは各スピーカ２に対応したチャネルと、各スピーカ２が発生する音の音量とが対応付けられたテーブルである。記憶部６は発音用データやＣＰＵ５動作用のプログラム、音の発生方法に応じた複数の音量制御テーブルなどを記憶する。７は検知部であり、車両の速度、加速度、車両が受ける風力、車両の傾きなど様々なパラメータを検出し、検出値をＣＰＵ５に出力する。上記各部はバスＢで接続されている。

なお、本実施形態においてスピーカ２は４つ設けられているが、スピーカ２の数は複数であればよく、４つに限定されない。スピーカ２が発生する音によって音空間を形成するためには、スピーカ２の数は３つ以上であることが望ましい。また、本実施形態においては音源が１つであるが、各スピーカ２に音源を設けてもよい。

図２は音源部１の詳細な構成を示すブロック図である。図において１１はＩ／Ｆ（インタフェース）であり、バスＢを介して各部とデータの入出力を行う。Ｉ／Ｆ１１はＣＰＵ５から出力された発音用データをＦＩＦＯ１２へ出力すると共に、ＣＰＵ５から出力された音量制御情報を音量制御部１５へ出力する。ＦＩＦＯ１２はデータの格納と出力とを制御する。発音用データはＩ／Ｆ１１からＦＩＦＯ１２に格納され、ＦＩＦＯ１２は格納された順番に発音用データをシーケンサ１３へ出力する。

シーケンサ１３はＦＩＦＯ１２から出力された発音用データを解釈し、音源１４を駆動するための音源駆動データを生成し、音源１４へ出力する。音源１４はシーケンサ１３から出力された音源駆動データに基づいて、音データを生成し、音量制御部１５へと出力する。音源１４は４つの各スピーカ２に対応した４つのチャネルを有しており、音データを各チャネルに出力する。

音量制御部１５はＩ／Ｆ１１から出力された音量制御情報に基づいて、音データに含まれる音量に関する情報をチャネルごとに変更し、音データをＤＡＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｎａｌｏｇ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１６へ出力する。音量制御部１５は音データに含まれる音量に関する情報をチャネルごとに変更することにより、後述するように、各スピーカ２から発生される音の発生タイミングを制御している。ＤＡＣ１６は音データをアナログの発音信号に変換し、スピーカ２へ出力する。スピーカ２はこの発音信号に基づいて音を発生する。

本実施形態においては、発音用データとしてＳＭＦ（Ｓｔａｎｄａｒｄ ＭＩＤＩ Ｆｉｌｅ）データやＳＭＡＦ（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ｍｕｓｉｃ Ｍｏｂｉｌｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｆｉｌｅ）データなどのデータを例として説明する。ＳＭＦデータはＭＩＤＩ（Ｍｕｓｉｃａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）データの一種であり、発音の音高・発音時間・音色等の情報を含んでいる。ＳＭＡＦデータはＳＭＦデータなどを変換することによって得られる。

スピーカ２が発生する音の素材は、モータ音（動力音または走行音でもよい）としての風の音（風が吹くような音）、色彩音としての水滴音（水が滴って水面などを打つような音）および風鈴音（風鈴が鳴るような音）、そして危険信号音（運転者に危険を知らせるための音）、海の音（浜辺で波が立てるような音）、シンセ音、およびアクセル負荷音（運転者によるアクセルの握り具合に応じて発生する音）の７素材である。これらの音の素材は、予め自然の音をサンプリングし、ＳＭＡＦあるいはＳＭＦ形式のデータに変換したものでもよいし、音合成によって作成される電子音のようなものでもよい。

色彩音は一時的に出現する音であり、水滴音は車両の速度が上がって時速２０ｋｍ／ｈ以上になると出現し、風鈴音は車両の速度が低下して時速１７ｋｍ／ｈ以下になると出現する。風の音、色彩音、および海の音は後述するように、４つのスピーカ２のそれぞれから順番に、音が運転者の周りを移動するように発生する。危険信号音は車両の速度が時速２８ｋｍ／ｈ以上になると出現し、危険信号音が鳴っている間に車両の速度が時速２８ｋｍ／ｈ未満になったら、危険信号音は１．５秒かけてフェードアウトする（徐々に音量が０になる）。アクセル負荷音は、運転者によるアクセルの握り具合に応じて音量およびピッチが変化する。また、車両の速度が時速２５ｋｍ／ｈ以上の時に運転者がアクセルを全閉すると、ソアリングモード（アクセルなしで今までの速度を自然減速させながら走る惰性走行）に移る。例えば、モータ音が５秒かけてフェードアウトする。

なお、上記の音の発生形態はあくまで一例であり、これに限定される訳ではない。また、上記の音の素材のうちどの音を発生させるか、およびどのような形態で発生させるかを運転者が予め指定し、それを記憶部６に設定情報として格納しておき、ＣＰＵ５がこの設定情報に基づいて発音用データを記憶部６から選択し、音源部１に出力するようにしてもよい。

次に、本実施形態における音の発生方法を説明する。まず、４つのスピーカ２の配置位置について述べるが、例えば図３のようにハンドルや後部車輪の左右両側などの場所で運転者にとって邪魔にならない位置にスピーカ２を設ける。スピーカ２は、音の発生口が運転者の方向を向くように配置することが望ましい。また、ＣＰＵ５や記憶部６等が設けられる車載用音響装置の本体もシートの下などに設置する。そして、スピーカ２から発生する音により運転者を包み込むような音の空間を形成する。

図４〜図６は４つのスピーカ２ａ〜２ｄから発生する音の発生形態を変化させる例である。本実施形態においては、モータ音（風の音）、色彩音（水滴音および風鈴音）、および海の音を変化させる例について述べる。図４（ａ）は、運転者の周りを回転するように、４つのスピーカ２ａ〜２ｄから音を発生させる例である。ここでは、スピーカ２ａおよび２ｂはハンドルの左右両側に、スピーカ２ｃおよび２ｄは後輪の左右両側に配置されているものとする。また、ＣＰＵ５は予め記憶部６に格納されたプログラムに従って動作するものとする。スピーカ２ａから音がある時間発生し、少し遅れてスピーカ２ｂから音がスピーカ２ａと同じように発生し、さらに少し遅れてスピーカ２ｃ、続いてスピーカ２ｄから同様に音が発生し、これを繰り返す。

この場合の音響装置の動作は以下のとおりである。音源１４はシーケンサ１３から出力された音源駆動データに基づいて音データを生成し、４つのチャネルへ出力する。この音データで設定される音量は各チャネルとも一定である。ＣＰＵ５は記憶部６から音量制御テーブルを読み込み、音量制御テーブルに基づいて各チャネルの音量を音量制御情報として設定し、音源部１へ出力する。音量制御テーブルには、各チャネルと、そのチャネルである時点において発音される音の音量とが複数の時点に関して対応付けられている。ＣＰＵ５はある時点において音量制御テーブルを読み込み、その時点における各チャネルの音量を音量制御テーブルから読み出し、読み出した各チャネルの音量に基づいて音量制御情報を生成する。

この音量制御情報はＩ／Ｆ１１を介して音量制御部１５へ出力される。音量制御部１５は音量制御情報に基づいて、音データに含まれる音量に関する情報をチャネルごとに変更し、ＤＡＣ１６へ出力する。続いてＤＡＣ１６は音データをアナログの発音信号に変換し、スピーカ２ａ〜２ｄへ出力する。スピーカ２ａ〜２ｄは発音信号に基づいて音を発生する。

図４（ｂ）は各スピーカ２ａ〜２ｄが発生する音の波形の一例を示す図である。図において横軸は時間を示しており、縦軸は発生する音の音量を示している。ＣＰＵ５が記憶部６に格納されている音量制御テーブルに基づいて、チャネルごとに音量を音量制御情報に設定するので、各スピーカ２ａ〜２ｄが発生する音の発音のタイミングがずれる。つまり、音量制御部１５が音量制御テーブルに基づいて音量を変化させることはスピーカ２ａ〜２ｄが発生する音の発生タイミングを変化させることと同等である。これにより、各スピーカ２ａ〜２ｄを回転するように音が発生するので、運転者は自分の周りを音が回転しているように感じる。

音の回転の速度を車両の速度などの変化に応じて変化させてもよい。例えば、操作検出部４から出力されるアクセル情報または検知部７から出力される速度などの検出値に応じて、ＣＰＵ５が記憶部６中の音量制御テーブルを読み込むタイミングを変更する。あるいは発動機検出部３から出力される発動機のモータ回転数の検出値に応じて、ＣＰＵ５が記憶部６中の音量制御テーブルを読み込むタイミングを変更する。これにより、例えば車両の速度が高いときは音が速く回転し、車両の速度が低いときは音がゆっくり回転するようにすることができ、音に様々な変化を与えることができる。

図５（ａ）は、音が前から後ろへ移動するように、４つのスピーカ２ａ〜２ｄから音を発生させる例である。この場合、スピーカ２ａおよびスピーカ２ｄからほぼ同時に音が発生し、少し遅れてスピーカ２ｂおよびスピーカ２ｃからほぼ同時に音が発生する。この場合の音響装置の動作も上述した動作と同様である。後述するように、図４と異なるのはＣＰＵ５が読み込む音量制御テーブルの内容である。

図５（ｂ）は各スピーカ２ａ〜２ｄが発生する音の波形の一例を示す図である。運転者は音が前から後ろへ向かって次々に過ぎ去って行くように感じる。なお、この場合も図４の場合と同様に、車両の速度などの変化に応じて、音が前から後ろへ移動する速さを変化させてもよい。また、音がスピーカ２ａからスピーカ２ｃに移り、スピーカ２ｄからスピーカ２ｂに移るようにしてもよく、音に様々な変化を与えることができる。

以上のように、記憶部６に格納される音量制御テーブルの設定を変更することにより、様々な音の発生が考えられる。図６（ａ）はチャネルごとに音量を複雑に変化させる例である。図６（ｂ）の波形図で示されるように、音量を時間的に上げたり下げたりしたり、音量を徐々に下げたりすることにより、運転者は様々な音の変化を楽しむことができる。なお、既知の音の遠近感を表すためのパラメータを制御するようにしてもよい。そうすることで、運転者は音が近くから聞こえるように感じたり、遠くから聞こえるように感じたりするなど、さらに様々な音の変化を楽しむことができる。

図７は記憶部６に格納される音量制御テーブルの一例を示している。図７（ａ）は図４のように音が回転するように発生する場合の例である。図の矢印で示されるように、ＣＰＵ５は記憶部６中の音量制御テーブルにアクセスし、図７の左から右へ向かって順番に音量制御テーブルの値を所定のタイミングで読み込む。そして読み込んだ値に応じて各チャネルの音量を設定した音量制御情報を生成し、音源部１へ出力する。

音量制御テーブルにおいては、各スピーカ２ａ〜２ｄに対応するチャネルと、各スピーカ２ａ〜２ｄが発生する音量とが対応付けられている。例えば、スピーカ２ａに対応したチャネルでは、最初に音量を大きくしてから徐々に音量を小さくし、ある時点で音をミュート（ｍｕｔｅ）させ、その後再び音量を次第に大きくしていくように設定されている。スピーカ２ｂ〜スピーカ２ｄに対応したチャネルにおいてもそれぞれ少しずつ時間を遅らせて同様の音量変化をするように設定されている。

図７（ｂ）は図５のように音が前から後ろへ移動するように発生する場合の例である。例えば、スピーカ２ａおよびスピーカ２ｄに対応したチャネルでは、最初に音をミュートさせてから徐々に音量を大きくし、その後再び徐々に音量を小さくするように設定されている。スピーカ２ｂおよびスピーカ２ｃに対応したチャネルにおいては、スピーカ２ａおよびスピーカ２ｄから音が発生している間は音をミュートさせ、スピーカ２ａおよびスピーカ２ｄから発生する音の音量が小さくなってから音量を大きくするように設定されている。

音の移動速度を変化させる場合には、ＣＰＵ５が音量制御テーブルを読み込む時間間隔を変化させればよい。例えば、ＣＰＵ５が音量制御テーブルを読み込む時間間隔を小さくすれば、音量制御部１５が音量を変更する時間間隔が小さくなるので音は速く移動し、ＣＰＵ５が音量制御テーブルを読み込む時間間隔を大きくすれば、音量制御部１５が音量を変更する時間間隔が大きくなるので音はゆっくりと移動する。

以上説明した音以外の音（危険信号音、シンセ音、およびアクセル負荷音）は４つのスピーカ２ａ〜２ｄから同時に発生する。ただし前述したように、それらの音量は速度に応じて変化する。例えば、危険信号音の場合には、検知部７から出力される車両の速度の検出値が時速２８ｋｍ／ｈ以上になったとＣＰＵ５が判断した場合、ＣＰＵ５は記憶部６から危険信号音用の発音用データを読み出し、音源部１へ出力する。後は上述した動作と同様にしてスピーカ２ａ〜２ｄから危険信号音が発生する。

以上説明したように、運転者を取り囲むように配置した複数のスピーカから発生する音のタイミングを制御することにより、運転者を音で包み込むような音の新たな空間が形成される。また、音が車両の走行状態や運転者の操作に応じて変化するため、運転者は車両の走行と音とに一体感を覚えることができる。また、音が走行状態に応じて変化することにより、運転者が車両の運転をしやすくなる。特に、車両が電動車両のようにエンジン音がなく、静かに走行する車両の場合に、運転者が車両を運転している実感を得ることができる。したがって、自動二輪車などの車両の走行時における新しいエンターテインメントを提供することができる。

以上、図面を参照して本発明の実施形態について詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、本実施形態においては音響装置が電動二輪車に搭載されているとして説明を行ったが、これに限らず、エンジンを搭載した自動二輪車やスクーターなどが上述した車載用音響装置を備えていてもよい。

また、本実施形態においては主に音の音量を変化させる方法について述べたが、さらに音の高さや音色、ピッチなどを変化させてもよい。また、本実施形態においては主に車両の速度および運転者によるアクセルの握り具合に応じて音が変化するとしたが、これに限らず、車両の加速度、車両が受ける風力、車両の傾き、車両の向き（方位）などを検出し、それらの検出値に応じて音が変化するようにしてもよい。また、発音用データはＳＭＡＦデータあるいはＳＭＦ形式のデータ以外のデータであってもよい。

この発明の一実施形態による車載用音響装置の構成を示すブロック図である。 同実施形態における音源部１の構成を示すブロック図である。 同実施形態におけるスピーカ２の配置例とスピーカ２が発生する音によって形成される音の空間を示す模式図である。 同実施形態において、スピーカ２から発生する音を回転するように発生させる例を示す図である。 同実施形態において、スピーカ２から発生する音を前から後ろへ移動するように発生させる例を示す図である。 同実施形態において、スピーカ２から発生する音の音量を様々に変化させる例を示す図である。 同実施形態において、記憶部６に格納される音量制御テーブルの内容を示す参考図である。

符号の説明

１・・・音源部、２・・・スピーカ、３・・・発動機検出部、４・・・操作検出部、５・・・ＣＰＵ、６・・・記憶部、７・・・検知部、１１・・・Ｉ／Ｆ、１２・・・ＦＩＦＯ、１３・・・シーケンサ、１４・・・音源、１５・・・音量制御部、１６・・・ＤＡＣ。

Claims (6)

1. 車両に搭載され、発音用データに基づいて音を発生する車載用音響装置において、
   前記発音用データを記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段から前記発音用データを読み出し、該発音用データに基づいて複数の発音信号を生成する発音信号生成手段と、
   前記発音信号生成手段によって生成された前記複数の発音信号に基づいて音を発生する、前記複数の発音信号の各々に対応した複数の音発生手段と、
   前記複数の音発生手段によって発生される音の発生のタイミングを制御する制御手段と、
   を具備することを特徴とする車載用音響装置。
2. 前記制御手段は、前記発音信号生成手段によって生成された前記複数の発音信号の音量パラメータを制御し、該複数の発音信号を前記複数の音発生手段に出力することを特徴とする請求項１に記載の車載用音響装置。
3. 前記記憶手段はさらに、前記複数の音発生手段と該複数の音発生手段が発生する音の音量とが対応付けられた音量制御テーブルを記憶し、
   前記制御手段は、前記記憶手段中の前記音量制御テーブルに基づいて、前記発音信号生成手段によって生成された前記複数の発音信号の音量パラメータを制御し、該複数の発音信号を前記複数の音発生手段に出力する
   ことを特徴とする請求項２に記載の車載用音響装置。
4. 前記車両の走行状態を検出する検出手段をさらに具備し、
   前記制御手段は、前記検出手段によって検出された前記車両の走行状態に応じて、前記複数の音発生手段によって発生される音の発生のタイミングを制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の車載用音響装置。
5. 前記車両の走行状態を検出する検出手段をさらに具備し、
   前記制御手段はさらに、前記検出手段によって検出された前記車両の走行状態に応じたタイミングで、前記発音信号生成手段によって生成された前記複数の発音信号の音量パラメータを制御する
   ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の車載用音響装置。
6. 前記複数の音発生手段は、前記車両の運転者を囲むように配置され、音の発生方向は前記運転者を向く方向であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかの項に記載の車載用音響装置。
   
   

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