JP2005217777A - 音響誘導システム - Google Patents

Abstract

【課題】ほぼ一定の音量の誘導音を人間に知覚させることができかつ人間の移動速度に関係なく誘導音の音源が誘導先にあると知覚させることにある。
【解決手段】人間Ｈの誘導を必要とする通路（区域）１における複数の各部位にスピーカ３を設け、スピーカ３から発する音が誘導方向Ａの下流側から聞こえるような感覚を人間Ｈに与えながら人間Ｈを音によって導くべく構成したものであり、スピーカ３は、音として指向性を有する誘導音Ｓを放射するように構成すると共に、誘導音Ｓの放射方向が誘導方向Ａの上流側に向かうように設定可能に構成している。
【選択図】図１

Description

本発明は、音源が誘導方向の下流側に存在するような感覚を人間に与えながら当該人間を上記音源からの音により上記誘導方向に導く音響誘導システムに関する。

例えば、図６に示すように、人間Ｈを誘導すべき通路（区域）の天井の各部位に、その誘導方向に所定の間隔をおいて無指向性の音を発する通常のスピーカａ、ｂ…を順次設けた場合には、通路を通る人間Ｈは各スピーカａ、ｂ…のそれぞれの位置に音源があると知覚することになる。従って、このままでは、誘導先に音源があることを知覚させながら、その誘導方向の下流側に人間Ｈを導くことができない。

このため、隣接する各スピーカａ、ｂ…をある一定の時間差で順次鳴動させることにより、音を走行させ、その走行方向に人間Ｈを誘導するシステムが開発されている。

しかし、この誘導システムにおいては、音が走行する関係上、人間Ｈはその音を一定の音量で聞くことができず、また人間Ｈの移動速度が音の走行速度以上になった場合には当該音の走行による誘導効果が得られないという問題がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ほぼ一定の音量の誘導音を人間に知覚させることができ、かつ人間の移動速度に関係なく誘導音の音源が誘導先にあると人間に知覚させることのできる音響誘導システムを提供することを課題としている。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の音響誘導システムは、人間の誘導を必要とする区域における複数の部位にスピーカを設け、上記スピーカから発する音が誘導方向の下流側から聞こえるような感覚を上記人間に与えながら当該人間を上記音によって導く音響誘導システムであって、上記スピーカは、上記音として指向性を有する誘導音を放射するように構成されていると共に、当該誘導音の放射方向が上記誘導方向の上流側に向かうように設定可能に構成されていることを特徴としている。

請求項２に記載の音響誘導システムは、請求項１に記載の発明において、上記スピーカは、上記各部位にスピーカ保持部を介して複数設置され、その各部位における少なくとも１つを選択することにより、上記誘導音の放射方向が上記誘導方向の上流側に向かうように設定可能に構成されていることを特徴としている。

請求項３に記載の音響誘導システムは、請求項１に記載の発明において、上記スピーカは、上記各部位にスピーカ保持部を介して少なくとも１軸回りに回転自在に設置されることにより、上記誘導音の放射方向が上記誘導方向の上流側に向かうように設定可能に構成されていることを特徴としている。

請求項４に記載の音響誘導システムは、請求項１〜３の何れかに記載の発明において、上記各部位のスピーカから発する誘導音がほぼ同時刻に上記人間によって知覚可能とされるべく、誘導方向の上流側に位置するスピーカから発する誘導音の放射時刻を誘導方向の下流側に位置するスピーカから発する誘導音の放射時刻より遅延させることを特徴としている。

上記のように構成された請求項１〜４に記載の発明によれば、スピーカが指向性を有する誘導音を放射するように構成されていると共に、当該誘導音の放射方向が誘導方向の上流側に向かうように設定可能に構成されているので、特定の誘導方向にスピーカを合わせることができると共に、その誘導方向の下流側から誘導音が聞こえるように人間に知覚させることができる。

即ち、誘導方向の上流側にいる人間は、誘導音の放射方向が誘導方向の上流側に向けられた各スピーカによって、誘導方向の下流側から誘導音を受けることになる。そして、この人間が誘導方向の下流側に移動し、直近のスピーカの音場から少しでも下流側に移動した場合には、更に下流側のスピーカから放射される誘導音を連続して受けることができる。

従って、ほぼ一定の音量の誘導音を人間に知覚させることができると共に、人間の移動速度に関係なく、誘導音の音源が誘導先にあると人間に知覚させることができる。このため、例えば火災等において、煙によって視界が悪化したり遮断されたりした場合でも、人間を安全な場所に確実に誘導することができる。即ち、視覚障害者のみならず、健常者に対しても有効な誘導手段となる。

また、所定の部位の特定のスピーカから誘導音を放射することにより、当該スピーカの誘導音の放射領域にいる人間に対してのみ特定の誘導音として例えば案内等の放送を提供することができる。また、各スピーカの誘導音の放射領域ごとに異なる誘導音や放送を提供することもできる。

請求項２に記載の発明によれば、スピーカが上記各部位にスピーカ保持部を介して複数設置され、その各部位の少なくとも１つのスピーカを選択することにより、誘導音の放射方向が誘導方向の上流側に向かうように設定可能に構成されているので、上記各部位に設けられたスピーカの数に応じた複数の誘導方向を任意に設定することができる。また、各部位のスピーカを２以上選択した場合には、同時に２系統以上の誘導方向を設定することも可能である。

請求項３に記載の発明によれば、スピーカが上記各部位にスピーカ保持部を介して少なくとも１軸回りに回転自在に設置されることにより、誘導音の放射方向が誘導方向の上流側に向かうように設定可能に構成されているので、誘導音の放射方向を誘導方向の上流側に正確に合わせることができる。

請求項４に記載の発明によれば、各部位のスピーカから発する誘導音がほぼ同時刻に人間によって知覚可能とされるべく、誘導方向の上流側に位置するスピーカから発する誘導音の放射時刻を誘導方向の下流側に位置するスピーカから発する誘導音の放射時刻より遅延させるように構成されているので、ハース効果により、人間に最も近い位置のスピーカに音源が定位される現象が和らげられ、常に誘導方向の下流側から誘導音が到来してくるような感覚を人間に与えることができる。

なお、ハース効果とは、聞き手の耳に早く到達する音の方向に音源があると感じる効果をいう。例えば室内では音源から放射した音のみならず、壁等から反射した多くの音がさまざまな方向から人間の耳に到来することになるが、人間はその音源の方向を知覚することができる。これは最初に到達した音の方向に音源があると感じ、遅れて到達する音の方向に音源があると感じないというハース効果によるものである。

（第１の実施の形態）
本発明を実施するための最良の形態としての第１の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

この第１の実施の形態で示す音響誘導システム１０は、図１に示すように、人間Ｈの誘導を必要とする一次元的な空間としての通路（区域）１の天井１ａにおける複数の部位に、スピーカ保持部２を誘導方向Ａに所定の間隔（一定の間隔でも可）をおいて設け、各スピーカ保持部２に設けたスピーカ３から発する誘導音Ｓが誘導方向Ａの下流側から聞こえるような感覚を人間Ｈに与えながら当該人間Ｈを誘導音Ｓによって導くように構成されている。

スピーカ保持部２は、四角錐の各側面部を構成するように配置された４つの壁面部２ａを有するものであり、上記四角錐の底辺部を天井１ａの下面に面一状に合わせた状態に天井１ａに設置されている。また、スピーカ保持部２は、その対向する一対の壁面部２ａが誘導方向Ａの上流側及び下流側に位置するように設置され、かつこの設置された状態において各壁面部２ａが斜め下方を向くように設定されている。

スピーカ３は、指向性を有する誘導音Ｓを放射するように構成されており、例えば所定の角度で円錐状に広がる音場（誘導音Ｓの放射領域）Ｓ１から外れた部分では誘導音Ｓがほとんど聞こえないという特性を有するものとなっている。

このスピーカ３は、スピーカ保持部２における誘導方向Ａの上流側及び下流側の各壁面部２ａに取り付けられており、各スピーカ保持部２における一方のスピーカ３を選択することにより当該スピーカ３から発する誘導音Ｓの放射方向が誘導方向Ａの上流側に向かいかつ斜め下方に向かうように設定可能に構成されている。

即ち、各スピーカ３は、その音の放射面が各壁面部２ａの内面と平行となるように当該各壁面部２ａに固定されるようになっており、各スピーカ保持部２における誘導方向Ａの下流側（この例では図１において右側）のスピーカ３を選択することにより、誘導音Ｓを誘導方向Ａの上流側（図１において左側）に向かって斜め下方に放射することが可能である。なお、この図１では、右方向を誘導方向Ａの下流側としているが、左方向を誘導方向の下流側とした場合には、各スピーカ保持部２における左側のスピーカ３を選択することにより、誘導音Ｓを誘導方向の上流側（図１において右側）の斜め下方に放射することが可能である。

また、図１において、１ｂは通路１の床面である。

上記のように構成された音響誘導システム１０においては、スピーカ３が指向性を有する誘導音Ｓを放射するように構成されていると共に、当該誘導音Ｓの放射方向が誘導方向Ａの上流側に向かうように設定可能に構成されているので、この例の場合には誘導方向Ａを２方向に変更することができると共に、それぞれの誘導方向Ａの下流側から誘導音Ｓが聞こえるように人間Ｈに知覚させることができる。

即ち、誘導方向Ａの上流側にいる人間Ｈは、誘導方向Ａの下流側に位置する各スピーカ３から放射される誘導音Ｓを受けることができる。そして、この人間Ｈが誘導方向Ａの下流側に移動し、直近のスピーカ３の誘導音Ｓの音場Ｓ１から少しでも下流側に外れた位置に移動した場合には、更に下流側のスピーカ３から放射される誘導音Ｓを連続して受けることができる。

なお、この実施の形態においては、人間Ｈが直近のスピーカ３の直下位置に達する前に、人間Ｈの耳の部分が当該スピーカ３の音場Ｓ１から外れると共に、当該耳の部分が下流側のスピーカ３の音場Ｓ１内に入るように、床面１ｂから天井１ａまでの高さに対して、隣接する各スピーカ保持部２の間隔や、誘導音Ｓの斜め下方に放射する角度が設定されている。

従って、ほぼ一定の音量の誘導音Ｓを人間Ｈに知覚させることができると共に、人間Ｈの移動速度に関係なく、誘導音Ｓの音源が誘導先にあることを知覚させることができる。このため、例えば火災等において、煙によって視界が悪化したり遮断されたりした場合でも、人間Ｈを安全な場所に確実に誘導することができる。即ち、視覚障害者のみならず、健常者に対しても有効な誘導手段となる。

また、通路１の天井１ａにおける特定のスピーカ３から誘導音Ｓを放射することにより、当該スピーカ３の音場Ｓ１にいる人間Ｈに対してのみ特定の誘導音Ｓとして例えば種々の情報を提供することができると共に、各スピーカ３の音場Ｓ１ごとに異なる情報等を提供することもできる。

｛発明を実施するための異なる形態｝
次に、本発明を実施するための異なる形態を図面を参照しながら説明する。

（第２の実施の形態）
まず、第２の実施の形態を図２を参照しながら説明する。但し、上記第１の実施の形態で示した構成要素と共通する要素には同一の符号を付し、その説明を簡略化する。

この第２の実施の形態で示す音響誘導システム２０が第１の実施の形態で示した音響誘導システム１０と異なる点は、図２に示すように、各スピーカ保持部２のスピーカ３から発する誘導音Ｓが誘導方向Ａの上流側に位置する人間Ｈにほぼ同時刻に知覚されるように、誘導方向Ａの上流側に位置するスピーカ３ほどその誘導音Ｓの放射時刻を順次遅らせるべく構成している点である。

即ち、誘導音Ｓの放射方向と誘導方向Ａ（但し、誘導方向Ａを天井１ａの下面と平行とする）との交差角度をθとし、隣接するスピーカ３の間隔をｄとすると、これらの各スピーカ３から放出される誘導音Ｓの行路差Ｌは、次の（１）式で示すことができる。
Ｌ＝ｄ×cosθ … （１）

このため、各スピーカ３からそれぞれ同時に誘導音Ｓが放射したとすると、誘導方向Ａの下流側のスピーカ３から発する誘導音Ｓは、上流側のスピーカ３に対して所定時間遅れて人間Ｈに届くことになる。この遅れ時間をτとすると、このτは、次の（２）式で示すことができる。
τ＝（ｄ×cosθ）／ｃ … （２）
ただし、上記（２）式において、ｃは音速である。

従って、誘導方向Ａの上流側に位置するスピーカ３は、その直近の下流側に位置するスピーカ３に対して上記τに相当する時間だけ遅らせて誘導音Ｓを放射することによって、各スピーカ３から放射される音波の波面をほぼ同一の波面Ｓ２に揃えることが可能である。

上記のように構成された音響誘導システム２０においては、各スピーカ３から発する誘導音Ｓが同時に人間Ｈに知覚されることになるので、ハース効果により、人間Ｈに最も近い位置のスピーカ３に音源が定位される現象が和らげられ、常に誘導方向Ａの下流側から誘導音Ｓが到来してくるような感覚を人間Ｈに与えることができる。ハース効果については、上述した通りである。

（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態について図３及び図４を参照しながら説明する。但し、上記第２の実施の形態で示した構成要素と共通する要素には同一の符号を付し、その説明を簡略化する。

この第３の実施の形態で示す音響誘導システム３０が第２の実施の形態で示した音響誘導システム２０と異なる点は、図３及び図４に示すように、四角形の二次元的な広がりを有する空間としての例えば建物の大広間（区域）４の天井（図示せず）に、２次元方向に所定の間隔（一定の間隔で可）でスピーカ保持部５が複数設置されている点である。

スピーカ保持部５は、図４に示すように、截頭正六角推（正六角推の頭部を底面と平行に切断した形状）の各側面部を構成するように配置された６つの壁面部５ａを備えた構成になっている。そして、このスピーカ保持部５は、上記截頭正六角推の底辺部が天井の下面に面一状に合わされた状態になっている。

スピーカ３は、その音の放射面がスピーカ保持部５の各壁面部５ａの内面と平行となるように当該各壁面部５ａに取り付けられるようになっており、少なくとも１つのスピーカ３を選択することにより、誘導音Ｓの放射方向が誘導方向Ａの上流側に向かいかつ斜め下方に向かうように設定可能になっている。なお、この例では、各スピーカ保持部５における１つのスピーカ３を選択することにより、誘導音Ｓの放射方向が誘導方向Ａの上流側に向かうように設定されている。

また、選択された各スピーカ３から発する誘導音Ｓは、図３に示すように、誘導方向Ａの下流側から上流側に向かうスピーカ３ごとに、上記第２の実施の形態で示したτに相当する時間だけ順次遅らせて放射されるようになっている。これによって、各スピーカ３から放射する音波の波面をほぼ同一の波面Ｓ２に揃えることが可能になっている。

また、図３において、４ｃは大広間４の床面である。

上記のように構成された音響誘導システム３０においては、図４に示すように、平面視で四角形状の大広間４の一方の角部に位置する一方の扉４ａから、この一方の扉４ａに対してほぼ対角方向に位置する他方の扉４ｂに人間Ｈを誘導する場合を想定すると、各スピーカ保持部５における誘導方向Ａの下流側に位置する１つのスピーカ３を選択して誘導音Ｓを放射することにより、当該誘導方向Ａの下流側から上流側に誘導音Ｓを放射することができる。これにより、誘導音Ｓが誘導方向Ａの下流側から聞こえるような感覚を人間Ｈに与えながら、当該人間Ｈを下流側の他方の扉４ｂに導くことができる。

ただし、各スピーカ保持部５における他のスピーカ３を選択することによって、他方の扉４ｂ以外の種々の方向に人間Ｈを導くことができる。

なお、上記第３の実施の形態においては、誘導方向Ａの下流側から上流側に向かって、各スピーカ３から放射される誘導音Ｓの放射時刻を順次遅らせるように構成したが、各スピーカ３から誘導音Ｓを同時に放射するように構成してもよい。

また、誘導方向Ａとして多くの方向を設定する必要がない場合には、第１の実施の形態で示したような四角錐の壁面部２ａを有するスピーカ保持部２を用いてもよい。即ち、五角以下の角錐の各側面に対応する位置に壁面部を配置した構造のスピーカ保持部を用いてもよい。また、誘導方向Ａとしてより多くの方向を設定する必要がある場合には、七角以上の角錐の各側面に対応する位置に壁面部を配置した構造のスピーカ保持部を用いてもよい。

一方、スピーカ３は、図５に示すように、第１軸６ａ及び第２軸６ｂの２軸回りに回転駆動可能なスピーカ取付部６ｃを有するスピーカ保持部６の当該スピーカ取付部６ｃに設置することにより、誘導音Ｓの放射方向を任意の誘導方向の上流側に向かうように設定可能に構成してもよい。

スピーカ保持部６は、天井１ａの下面に固定されるようになっており、第１軸６ａが垂直方向に延在し、第２軸６ｂが水平方向に延在すべく構成されている。

上記スピーカ保持部６を用いた場合には、第１軸６ａ回りの回転角度を調整することにより、スピーカ３の誘導音Ｓの放射方向を誘導方向の上流側に正確に合わせることができると共に、第２軸６ｂ回りの回転角度を調整することにより、斜め下方に向かう誘導音Ｓの放射角度（図３におけるθに相当する角度）を正確に調整することができる。

また、スピーカ保持部６は、第１軸６ａ及び第２軸６ｂの２軸回りに単に回転自在に構成し、かつ所定の回転角度の位置で固定可能なもので構成してもよい。
更に、スピーカ保持部６は、例えば第１軸６ａの１軸回りに回転駆動可能なもの、あるいはその１軸回りに単に回転自在でかつ所定の回転角度の位置で固定可能なもので構成してもよい。

この発明の第１の実施の形態として示した音響誘導システムの断面図である。 この発明の第２の実施の形態として示した音響誘導システムの断面図である。 この発明の第３の実施の形態として示した音響誘導システムの平面図である。 同音響誘導システムにおけるスピーカ保持部を示す下方からの斜視図である。 上記各実施の形態で示したスピーカ保持部の他の例を示す正面図である。 従来例として示した音響誘導システムの断面図である。

符号の説明

１ 通路（区域）
２、５、６ スピーカ保持部
３ スピーカ
４ 大広間（区域）
６ａ 第１軸
１０、２０、３０ 音響誘導システム
Ａ 誘導方向
Ｈ 人間
Ｓ 誘導音

Claims (4)

1. 人間の誘導を必要とする区域における複数の部位にスピーカを設け、上記スピーカから発する音が誘導方向の下流側から聞こえるような感覚を上記人間に与えながら当該人間を上記音によって導く音響誘導システムであって、
   上記スピーカは、上記音として指向性を有する誘導音を放射するように構成されていると共に、当該誘導音の放射方向が上記誘導方向の上流側に向かうように設定可能に構成されていることを特徴とする音響誘導システム。
2. 上記スピーカは、上記各部位にスピーカ保持部を介して複数設置され、その各部位における少なくとも１つを選択することにより、上記誘導音の放射方向が上記誘導方向の上流側に向かうように設定可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の音響誘導システム。
3. 上記スピーカは、上記各部位にスピーカ保持部を介して少なくとも１軸回りに回転自在に設置されることにより、上記誘導音の放射方向が上記誘導方向の上流側に向かうように設定可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の音響誘導システム。
4. 上記各部位のスピーカから発する誘導音がほぼ同時刻に上記人間によって知覚可能とされるべく、誘導方向の上流側に位置するスピーカから発する誘導音の放射時刻を誘導方向の下流側に位置するスピーカから発する誘導音の放射時刻より遅延させることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の音響誘導システム。

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