JP2010237041A - 形状算出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】利用者の身近にある空間の形状に関する情報を利用者に提供することである。
【解決手段】利用者により操作部１４が操作されると、それを契機として、距離算出部１５２は、スピーカ１２により検出音が放音されてから、反射面からの検出音の反射音がマイクロホン１３により収音されるまでの期間の長さに基づいて自装置から反射面までの距離を算出する。方向特定部１５５は、加速度センサ２０によって検出された加速度に応じて自形状算出装置１０が検出音を放音する方向を特定し、その方位角及び仰角を特定する。形状算出部１５４は、反射面の複数の位置について、自装置からの距離、方位角及び仰角をそれぞれ求めて、これらの結果から反射面の形状を模した画像等の、空間の形状に関する情報を利用者に提示する。
【選択図】図３

Description

本発明は、空間の形状を算出する技術に関する。

測定器から検出音を放音して、目標物からのその検出音の反射音を収音し、その放音時刻と収音時刻との差から目標物までの距離を測定する技術が知られている。これを応用した技術として、特許文献１，２に開示されたものがある。特許文献１には、船舶向けのアクティブソーナー装置が開示されており、目標物の位置を検出するとともに、測的誤差量から目標位置の荷重平均値を算出することが開示されている。特許文献２には、自動車に搭載された警報装置において、前方を走行する車両との車間距離を計測して、その計測結果と、昼間或いは夜間の区別とに基づいて警報を出力することが開示されている。

特開平１０−２０６５４１号公報 特開平６−３２１０３６号公報

特許文献１，２に開示された技術は用途が限定的であり、例えば日常生活での利用を目的としたものではない。また、利用者にとっては自身の身の回りにある物の形状に関する情報を気軽に知ることができれば便利である。
本発明の目的は、利用者の身近にある空間の形状に関する情報を利用者に提供することである。

上述した目的を達成するために、本発明の請求項１に係る形状算出装置は、姿勢が変化させられる筐体と、前記筐体に設けられ、決められた検出音を放音する放音手段と、前記筐体に設けられた収音手段と、前記放音手段により前記検出音が放音されてから、反射面からの当該検出音の反射音が前記収音手段により収音されるまでの期間の長さに基づいて自装置から前記反射面までの距離を算出する距離算出手段と、前記放音手段により前記検出音が放音された方向を特定する方向特定手段と、前記方向特定手段により特定された複数の方向と、前記複数の方向のそれぞれに向けて前記放音手段により前記検出音が放音されて前記距離算出手段により算出された前記距離とに基づいて、前記反射面の形状を算出する形状算出手段と、前記形状算出手段により算出された前記反射面の形状を示す情報を出力する出力手段とを備えることを特徴とする。
本発明の請求項２に係る形状算出装置は、請求項１に係る構成において、決められた位置を基準として変位した自装置の位置を特定する位置特定手段を備え、前記形状算出手段は、前記位置特定手段により特定された前記位置に基づいて、前記反射面の形状を算出することを特徴とする。
本発明の請求項３に係る形状算出装置は、請求項１又は２に係る構成において、前記放音手段は、前記筐体の姿勢によって決められる方向に指向性を付与して前記検出音を放音し、前記収音手段は、前記検出音が放音された前記方向から到来する前記反射音を収音することを特徴とする。

本発明によれば、利用者の身近にある空間の形状に関する情報を利用者に提供することができる。

本発明の一実施形態である形状算出装置の外観を示す斜視図。 利用者から見た測定方向の角度を説明する図。 形状算出装置の構成を示すブロック図。 ピーク検出時刻を説明するグラフ。 対応付け部が記憶する測定結果の内容を説明する図。 測定結果画像の一例を示す図。

［実施形態］
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態である形状算出装置１０の外観を示す斜視図である。形状算出装置１０は、目標物の形状を算出して、その形状に関する情報を出力する機能を有している。この目標物は、入射した音に応じた反射音を放射する反射面を持ち、形状算出装置１０はこの反射面の形状を算出することになる。
形状算出装置１０の筐体１１は、例えば樹脂材料を用いて、上面が六角形の柱状の部材として形成されている。筐体１１の上面に相当する前方面１１ａには、放音手段としてのスピーカ１２と、収音手段としてのマイクロホン１３とが並べて設けられている。筐体１１の側面部１１ｂには操作部１４が設けられている。操作部１４は、押しボタン形式の操作ボタン１４ａ，１４ｂを有し、利用者により操作ボタン１４ａ，１４ｂを押下する操作が行われると、それぞれの操作内容を表す操作信号を出力する。これ以外にも、形状算出装置１０には図示せぬ出力端子が設けられ、外部のコンピュータ装置にケーブル等を介して通信可能に接続されると、自装置が算出した反射面の形状に関する情報をそのコンピュータ装置に出力する。
以上の外観の構成を有する形状算出装置１０を利用者が利用するときには、筐体１１の側面部１１ｂを把持し、筐体１１の姿勢を変化させながら前方面１１ａを目標物の方向に向けて、操作部１４を操作する。目標物として、ここでは利用者が居る居室の空間を構成する天井及び壁面を想定する。

図２は、利用者から見た測定方向の角度を説明する図である。
同図に示すように、利用者（つまり、形状算出装置１０）の位置を原点Ｏとして、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸を含むｘｙｚ直交座標系を定める。ｘ軸及びｙ軸はそれぞれ水平方向を表し、ｚ軸は鉛直方向を表す。或る測定点Ｐを測定する場合を例に挙げると、原点Ｏから測定点Ｐに向かって延びる直線の方向が、測定方向となる。また、この直線をｘｙ平面上に投影した直線をＲｘｙとし、この直線Ｒｘｙとｙ軸とが成す角を測定点Ｐの「方位角」とする。この方位角の角度をθとし、以下の説明では「方位角θ」と表現する。また、θ＝０となるｙ軸方向を「基準方位」とし、この基準方位を、形状算出装置１０が取り扱う方位の基準とする。この実施形態では、形状算出装置１０は、利用者により操作ボタン１４ｂが押下されたことを契機として、そのときに前方面１１ａが向いている方位を、方位角θ＝０となる基準方位として決定する。そして、この基準方位の決定に応じて、形状算出装置１０は、図２に示されるようなｘｙｚ直交座標系を定める。また、原点Ｏから測定点Ｐに向かって延びる直線と直線Ｒｘｙとが成す角が、測定点Ｐの「仰角」に相当する。この仰角の角度をζとし、以下の説明では「仰角ζ」と表現する。

図３は、形状算出装置１０の構成を示すブロック図である。
同図に示す各構成のうち、図１に示されない各構成は筐体１１の内部に収容されている。図３に示すように、形状算出装置１０は、スピーカ１２、マイクロホン１３及び操作部１４のほかに、制御部１５や加速度センサ２０、出力部２１を含むハードウェア回路を備えている。制御部１５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）や制御プログラムを記憶するメモリなどを備えている。制御部１５は、図３に示すピーク時刻検出部１５１、距離算出部１５２、対応付け部１５３、形状算出部１５４、及び方向特定部１５５の各機能を、ＣＰＵが制御プログラムを実行することにより実現する。なお、これらの機能は１又は複数のソフトウェアの実行により実現されてもよいし、１又は複数のハードウェア回路に置き換えて実現されてもよい。なお、点線で示した位置特定部１５６は、後述する変形例において実現される機能であり、この実施形態では実現されないものとする。
加速度センサ２０は、ｘ，ｙ，ｚ軸方向の加速度をそれぞれ検出する３つの加速度センサを有している。この加速度センサ２０は、各軸方向に対する加速度を検出すると、検出した加速度を表す加速度データを生成して、制御部１５に出力する。出力部２１は、制御部１５により反射面の形状を示す情報が算出されると、これを出力端子を介して接続された外部のコンピュータ装置に出力する。

次に、形状算出装置１０が実現する機能について説明する。ただし、以下の説明では、利用者が、図２に示す測定点Ｐを測定点とし、この測定方向に前方面１１ａを向けて操作ボタン１４ａを押下して、形状算出装置１０が測定点Ｐの位置（形状）に関する情報を算出する場合に実現される機能について説明する。なお、この測定が行われる前に、利用者は操作ボタン１４ｂを押下し、形状算出装置１０の制御部１５は、この操作内容を表す操作信号が供給されると、これを契機として図２に示されるような基準方位（ｙ軸方向）を定める。

利用者により操作ボタン１４ａが押下されると、操作部１４は、その操作内容を示す操作信号を制御部１５に供給する。制御部１５は、この操作信号の供給を受けて、検出データ供給部１６に動作するよう指示するための指示信号を出力する。
検出データ供給部１６は、制御部１５から指示信号を受け取ると、決められた検出音をスピーカ１２に放音させるためのデジタル形式の検出データを生成し、これをＤ／Ａ変換部１７に供給する。この検出音は、例えば１ｋＨｚ〜１０ｋＨｚの周波数帯に音圧分布を有する音で、その放音期間は例えばおよそ１秒という具合に、比較的短い音である。なお、１ｋＨｚ〜１０ｋＨｚという周波数帯を用いているのは、比較的指向性が鋭い検出音が放音されるようにするためである。

Ｄ／Ａ変換部１７は、検出データ供給部１６から与えられた検出データにＤ（デジタル）／Ａ（アナログ）変換を施して、アナログ形式の検出信号を出力する。スピーカ１２は、Ｄ／Ａ変換部１７か与えられるアナログ形式の検出信号に応じて検出音を放音する。マイクロホン１３は、収音した音声を表すアナログ形式の音声信号をＡ／Ｄ変換部１８に出力する。Ａ／Ｄ変換部１８は、マイクロホン１３から与えられる音声信号にＡ（アナログ）／Ｄ（デジタル）を施して、デジタル形式の音声データを録音メモリ１９に出力する。

録音メモリ１９は、Ａ／Ｄ変換部１８から与えられるデジタル形式の音声データを記憶する。録音メモリ１９は、予め決められた時間分の音声データを記憶するための記憶領域を有したメモリであり、録音メモリ１９にはＡ／Ｄ変換部１８から供給される音声データが記憶される。録音メモリ１９には、制御部１５の制御の下で音声データの記憶（録音）を開始し、そこから或る期間だけ音声データを記憶する。

制御部１５は、録音メモリ１９に記憶された音声データに基づいて、反射面の形状を算出するための制御を行う。次に、制御部１５が実現する機能毎にその内容について説明する。
ピーク時刻検出部１５１は、操作ボタン１４ａが利用者によって操作されてその操作を表す操作信号を受けたことを契機として、計時を開始する。そして、ピーク時刻検出部１５１は、録音メモリ１９に記憶される音声データを監視して音声データが表す音圧レベルが閾値Ｔｈ以上となったこと（ピークとなった）ことを検知すると、この時刻をピーク検出時刻として検出し、このピーク検出時刻を表す時刻情報を距離算出部１５２に供給する。なお、ここでは音圧レベルが閾値Ｔｈに到達した時刻をピーク検出時刻としているが、音圧レベルが最も高い時刻をピーク検出時刻としてもよい。

図４は、ピーク検出時刻を説明するグラフである。
同図において、横軸は利用者により操作ボタン１４ａが押下された時刻を基準とした（ｔ＝０とした）ときの時刻ｔを表し、縦軸は、録音メモリ１９に記憶される音声データが表す各時刻の音圧レベルを表している。同図に示すように、時刻ｔ＝０からしばらくの期間は音圧が低く、時刻ｔ＝Ｔｄの時点で音圧レベルが著しく高くなっている。ピーク時刻検出部１５１は、ｔ＝Ｔｄをピーク検出時刻として検出することになり、換言すれば、ピーク時刻検出部１５１は、計時を開始してから、音圧レベルが初めて閾値Ｔｈに達した時刻をピーク検出時刻として検出する。音圧が急激に高くなるのは、検出音の反射音がマイクロホン１３により収音されたからであり、それよりも前の期間は検出音の反射音が収音されないので音圧レベルは低い。
なお、スピーカ１２検出音は反射面に対して斜めに入射することがあるが、反射面からの反射音は散乱するので、この散乱した反射音をマイクロホン１３は収音する。実施形態では、ピーク時刻検出部１５１は、最初に音圧レベルが閾値を超えた時刻をピーク検出時刻としているので、散乱した様々な反射音がマイクロホン１３により収音されることがあっても、マイクロホン１３により検出音が放音された方向から到来する反射音が収音された時刻を検出することができる。

距離算出部１５２は、ピーク時刻検出部１５１から供給される時刻情報に基づいて遅延時間を特定し、この遅延時間に基づいて、自装置から測定点Ｐまでの距離Ｌを算出する。遅延時間は、図４に示す時刻ｔ＝０からピーク検出時刻（ここでは、ｔ＝Ｔｄ）までの期間の長さ（時間）のことである。つまり、ピーク時刻検出部１５１は、スピーカ１２により検出音が放音されてから、反射面である目標物からのその検出音の反射音がマイクロホン１３により収音されるまでの期間の長さを検出していることになる。遅延時間がＴｄである場合、形状算出装置１０から測定点Ｐまでの距離Ｌは、Ｌ＝ｖ×Ｔｄ／２という演算式より算出される。ここで、ｖは空間における音速であり、大気中であればおよそ３４０ｍ／ｓである。また、遅延時間Ｔｄは、形状算出装置１０と測定点Ｐとの音波の往復の伝搬時間であるから、Ｔｄ／２という値を用いて演算している。距離算出部１５２は、この演算により距離Ｌを算出すると、その算出結果を示すデータを対応付け部１５３に供給する。

次に、方向特定部１５５は、加速度センサ２０から供給される加速度データが表す加速度に基づいて、スピーカ１２により検出音が放音された方向を特定する。方向特定部１５５は、ｘ軸及びｙ軸の各軸方向に対する加速度に基づいて基準方向からの方位の変位を特定し、基準方位の方位角θ＝０を基に方位角θを特定する。仰角ζについては、方向特定部１５５は、ｚ軸、及びｘ軸又はｙ軸方向に対する加速度の検出結果に基づいて、水平面に対する傾斜角度を求めて、この傾斜角度を仰角ζとして特定する。方向特定部１５５は、方位角θ及び仰角ζを表すデータを、測定点Ｐの方向を示すデータとして対応付け部１５３に供給する。

対応付け部１５３は、方向特定部１５５から方位角θ及び仰角ζを示すデータが与えられ、距離算出部１５２から距離Ｌを示すデータが与えられると、これらを対応付けてメモリに記憶する。
操作ボタン１４ａが押下されたことを契機として形状算出装置１０が実行する動作は以上説明した通りであり、ここで一旦、形状算出装置１０の動作が終了する。

利用者が操作ボタン１４ａを押下するたびに、形状算出装置１０の各部は上述した機能を実現し、対応付け部１５３は、測定点毎の測定結果として距離Ｌと、方位角θと、仰角ζとを対応付けてメモリに蓄積していく。
図５は、複数の測定点について測定方向θ、仰角ζ及び距離Ｌの測定が行われた後において、対応付け部１５３が記憶する測定結果の内容を表した図である。同図に示すように、利用者が筐体１１の姿勢を変化させて、前方面１１ａの向き（つまり、測定点）を変えながら操作ボタン１４ａを押下する操作を繰り返し行った場合、対応付け部１５３は、方向特定部１５５により特定された複数の方位角θ及び仰角ζと、それら複数の方向のそれぞれに向けてスピーカ１２により検出音が放音されて距離算出部１５２により算出された距離Ｌとを対応付けて記憶する。
なお、ここでは、利用者自身は移動せずに前方面１１ａの向きを変化させながら、操作ボタン１４ａの押下を繰り返すものとする。

上記測定が終了すると、形状算出装置１０の出力端子がケーブルを介してコンピュータ装置に接続され、利用者により所定の操作が行われると、形状算出部１５４はこれを契機として、対応付け部１５３に記憶された図５に示す内容の測定結果に基づき、測定毎の複数の対応関係を用いて反射面の形状を示す情報を算出する。そして、形状算出部１５４は、算出した反射面の形状を示す情報を出力部２１に供給する。なお、形状算出部１５４がこの算出を行うのは、例えば利用者により一定期間操作が行われなかった場合でもよく、どのようなことを契機としてもよい。ここでは、形状算出部１５４は、反射面の形状を示す情報として、測定した空間の形状を模した画像である「測定結果画像」をコンピュータ装置に表示させるための画像情報を生成（算出）する。
出力部２１は、形状算出部１５４により反射面の形状を示す情報が算出されると、これを出力端子を介して外部のコンピュータ装置に出力する。

図６は、測定結果画像の一例を示す図である。
同図に示すように、この測定結果画像において、図２に示すｘｙｚ直交座標系に対応する座標系としてＸＹＺ直交座標系が定められている。ｘ軸はＸ軸に対応し、ｙ軸はＹ軸に対応し、ｚ軸はＺ軸に対応する。同図において、二点鎖線は、利用者が測定を行った居室に対応する領域の範囲を示した図であり、測定結果画像で実際に表示されるわけではない。この測定結果画像において表示されるのは、利用者の位置に対応する位置を表す原点ＯＧ、各測定点の位置に対応する位置（座標）をプロットした複数のプロット画像ＰＧ、及び各測定点の測定結果から算出される空間の形状を模した空間形状画像Ｆである。なお、同図において、黒で塗り潰したドット画像のそれぞれが、それぞれプロット画像ＰＧを示している。なお、同図において、距離Ｌ、方位角θ、仰角ζは対応する測定点の測定結果を表し、実際には表示されなくてもよいし、利用者の操作に応じて表示されてもよい。

形状算出部１５４は、各測定点の測定結果に基づいてプロット画像ＰＧの位置（座標）を算出し、そして、複数の測定点の測定結果に基づいて、各測定間どうしの間を補間する演算を行って面状の空間形状画像Ｆを算出している。この空間形状画像Ｆの算出において、形状算出部１５４は、例えば測定結果画像における各プロット画像ＰＧを直線で結びこれらが同一面上に位置するように空間形状画像Ｆを表しても良いし、３点以上のプロット画像ＰＧの位置を参照し、決められた演算アルゴリズムに従って反射面の形状を推定して補間するようにしてもよく、その演算方法はどのようなものでもよい。測定点の数が増え、利用者が居室の壁面や天井のより多くの点（反射面）を測定点とするほど、空間形状画像Ｆは拡大するとともに、忠実に空間の形状が再現されるようになる。利用者は、コンピュータ上に表示される測定結果画像を見て、自身が居る居室の形状がどのようなものであるかを知ることができる。この空間の形状を測定するに当たり、利用者は前方面１１ａの向きを適宜変えながら操作ボタン１４ａを押下するだけでよいから、利用者による容易な操作のみで形状算出装置１０は利用者の身近にある空間の形状を算出して、その形状に関する情報を利用者に提供することができる。

［変形例］
本発明は、上述した実施形態と異なる形態で実施することが可能である。また、以下に示す変形例は、各々を適宜に組み合わせてもよい。
［変形例１］
上述した実施形態では、利用者（すなわち、形状算出装置１０）は自身の位置を変更せずに、前方面１１ａの向きを変えていた。これ以外にも、利用者は、筐体１１の前方面１１ａを壁面等に向けて、その壁面に沿って歩きながらその面の形状を測定したい場合がある。このような場合にも、形状算出部１５４が図６に示される測定結果画像を表示させるために、形状算出装置１０は以下に説明する動作を行ってもよい。
この変形例において、制御部１５は、実施形態で述べた機能以外に、図３に示す位置特定部１５６の機能を実現する。位置特定部１５６は、加速度センサ２０から加速度データを取得すると、その加速度データが表す加速度から、基準となる位置からの利用者の位置の変位量を特定する。具体的には、各軸方向の各方向に対する加速度の時系列的な遷移を参照して、位置特定部１５６は、各軸方向に対する位置の変位量を算出し、形状算出装置１０（利用者）の位置を特定する。位置特定部１５６は、形状算出装置１０の位置を特定すると、これを対応付け部１５３に供給する。対応付け部１５３は、実施形態で説明した方位角θ、仰角ζ及び距離Ｌに対応付けて、その測定を行った時刻における自装置の位置を表す情報（変位量）を記憶させる。形状算出部１５４は、操作ボタン１４ｂが押下されて決められる自装置の基準位置からの変位量に基づいて、形状算出装置１０の位置を基準位置とした場合の測定結果となるよう、対応付け部１５３に記憶された方位角θ、仰角ζ及び距離Ｌを、自装置の位置に応じたパラメータを用いて換算する。このようにして、形状算出部１５４は、基準位置から変位した自装置の位置に基づいて、空間の形状の算出結果に反映させる。この構成によれば、形状算出装置１０は、実施形態の場合よりもさらに広い空間の形状を算出することもできるようになる。また、利用者が基準位置を移動しない場合であっても、形状算出装置１０自体の位置は少なからず変位するので、算出結果の精度は向上する。

［変形例２］
上述した実施形態では、形状算出部１５４は、反射面の形状を示す情報として、測定結果画像をコンピュータ装置に表示させるための画像情報を算出していたが、かかる情報の内容はこれ以外のものでよい。例えば、形状算出部１５４は、コンピュータ装置に測定結果画像を表す画像情報に必要な情報を算出して、その画像情報の生成をコンピュータ装置の行わせるようにしてもよい。

また、形状算出部１５４は、図５に示されるような、各測定点毎の測定結果を数値データとしてコンピュータ装置に表示させるための表示情報を算出してもよい。また、形状算出装置１０自体が表示ディスプレイを備え、形状算出部１５４は、測定が行われるたびに、この表示ディスプレイに各測定点の測定結果を表示させるための表示情報を算出してもよい。また、コンピュータ装置と接続しながら形状算出装置１０が測定を行ってもよく、この場合、測定を行いつつ、リアルタイムに図６に示すような内容の測定結果画像を表示させるための画像情報を生成してもよい。この構成によれば、図６に示される空間形状画像Ｆが測定を行うたびにみるみる広がっていくから、視覚的な面白さもある。また、形状算出装置１０が算出した測定結果と、コンピュータ装置に組み込まれた他のアプリケーションプログラムとの併用により、例えば占いや風水といった情報を算出して、利用者が楽しめるようにしてもよい。つまり、反射面の形状は多種多様であるから、形状算出部１５４は、測定結果の多様さを利用してバリエーションが豊富なコンテンツに係る情報を算出することもできる。つまり、形状算出部１５４が算出する形状を示す情報は、形状算出装置１０によって測定した形状に関わる情報であればその内容はいかなるものでもよい。
また、形状算出装置１０が形状算出部１５４を有さず、対応付け部１５３によって対応付けられた方位角θ、仰角ζ及び距離Ｌを反射面の形状を示す情報として、出力部１５５がそのまま出力するようにしてもよい。

［変形例３］
上述した実施形態では、利用者自身が筐体１１の姿勢を変化させて、測定点を変更させて測定を行っていた。この構成に加えて、利用者は、形状算出装置１０を利用しないとき等にそれを保持するスタンド（ホルダ）にそれをセットしておき、スタンドが形状算出装置１０を保持するときには、スタンドが形状算出装置１０の前方面１１ａの向きを変えながら測定を行わせてもよい。この場合、スタンドは、形状算出装置１０に測定を指示する指示信号を送信し、この指示に応じて、形状算出装置１０は測定を行うようにする。このとき、スタンドは、形状算出装置１０の前方面１１ａの向きを変えるよう駆動し、測定点の位置を変化させる。

この変形例の構成を利用すれば、防犯用装置として、形状算出装置１０を利用することもできる。居室等の比較的小さい空間で形状算出装置１０を使用した場合、目標物までの距離はせいぜい数メートルであり、その距離が著しく大きくなることは通常はない。しかしながら、測定結果が示す距離Ｌが急激に大きくなることがあったり、マイクロホン１３により反射音が収音されないような場合には、その方向に目標物がないとみなすこともでき、例えば居室の窓やドアが開いていることが考えられる。そこで、形状算出装置１０は、それらの判断の指標となる距離の閾値を予め記憶しておき、測定結果が示す距離Ｌが閾値を超えたと判断すると、スタンドは、アラーム音やランプ等を用いて利用者にその旨を報知する。この構成によれば、例えば、不審者の侵入により居室に置かれた置物等の物品が倒されたり、移動させられた場合にも距離Ｌが大きくなることがあるから、スタンドはこれを検知することもできる。また、距離Ｌが急に小さくなった場合にも、例えば近くに不審者が居るというように、普段と異なる現象が生じていると推定することができるから、スタンドは、測定結果が示す距離Ｌが閾値よりも小さくなったことを報知するようにしても良い。

この構成において、スタンドが形状算出装置１０の筐体１１の姿勢を変化させるものに限らず、スタンドは筐体１１の姿勢を変化させずに、スピーカ１２による検出音の放音方向と、マイクロホン１３による反射音の収音方向とを変化させてもよい。この場合、マイクロホン１３として例えばアレイ状に配置されたマイクロホンを用い、スピーカ１２として例えばアレイ状に配置されたスピーカを用いる。そして、スタンドは、このアレイ状のマイクロホン及びスピーカの駆動を制御して、放音方向及び収音方向を変えながら測定を行う。

［変形例４］
上述した実施形態では、検出音が音圧分布を有する周波数帯が１ｋＨｚ〜１０ｋＨｚとなるようにして、指向性の比較的鋭い検出音が放射されるようにしていた。この周波数帯は一例に過ぎず、超音波を用いても良い。また、指向性の鋭い検出音が放音された方が、測定点までの距離の検出の精度が高まる。よって、例えばスピーカアレイを用いるなどして、形状算出装置１０は、筐体１１の姿勢により決まる検出音の放音方向に指向性を付与して検出音を放音するようにしてもよい。指向性の付与に係る構成は、その他周知の構成を採用してもよい。また、マイクロホン１３においても、検出音が放音された方向から到来する反射音を収音し、それ以外の方向からの反射音を収音しない方が、得られる遅延時間の精度が高くなるので、単一指向性を持つマイクロホン等を用いるとよい。このように、形状算出装置１０は、筐体１１の姿勢によって決まるスピーカ１２の放音方向に指向を付与して検出音を放音し、検出音が放音された方向から到来する反射音を収音すると、空間の形状の算出に係る精度は向上する。

［変形例５］
上述した実施形態では、形状算出装置１０は、加速度センサ２０による加速度の検出結果に基づいて方位角θ及び仰角ζを特定していた。測定点の方向の特定に構成は、加速度センサに限られるものでなく、例えば地磁気センサや角速度センサを用いる等、公知の構成を用いてもよい。また、形状算出装置１０が複数の加速度センサを備えるようにすれば、各計測結果の精度をさらに向上させることができる。
上述した実施形態では、操作部１４は、操作ボタン１４ａ，１４ｂを有していたが、例えば、１つの操作ボタンを長押しするか、長押ししないかにより、操作ボタン１４ａ，１４ｂの両方の機能を実現してもよい。また、測定を行う度に利用者が操作ボタン１４ａを押下する構成に限らず、利用者が操作ボタン１４ａを押し続けて前方面１１ａの方向を変更するよう操作して、形状算出装置１０は定期的に測定を行うようにしてもよい。
上述した実施形態の筐体１１は、上面が六角形の柱状部材であったが、例えば円柱状や直方体でもよく、利用者が把持しやすい形状であることが好ましい。また、前方面１１ａは平面状に限らず、例えば湾曲していてもよい。ただし、筐体１１の同一方向を向く面にスピーカ１２及びマイクロホン１３がそれぞれ設けられていることが好ましい。
上述した実施形態では、居室の壁や天井を目標物として形状を算出する場合に説明したが、その目標物はいかなるものでもよい。例えば、利用者は自身の身の回りにある電気製品や家具などを測定の対象としてもよく、検出音を反射する反射面を持つものであればよい。

１０…形状算出装置、１１…筐体、１２…スピーカ、１３…マイクロホン、１４…操作部、１４ａ、１４ｂ…操作ボタン、１５…制御部、１５１…ピーク時刻検出部、１５２…距離算出部、１５３…対応付け部、１５４…形状算出部、１５５…方向特定部、１５６…位置特定部、１６…検出データ供給部、１７…Ｄ／Ａ変換器、１８…Ａ／Ｄ変換器、１９…録音メモリ、２０…加速度センサ、２１…出力部。

Claims (3)

1. 姿勢が変化させられる筐体と、
   前記筐体に設けられ、決められた検出音を放音する放音手段と、
   前記筐体に設けられた収音手段と、
   前記放音手段により前記検出音が放音されてから、反射面からの当該検出音の反射音が前記収音手段により収音されるまでの期間の長さに基づいて自装置から前記反射面までの距離を算出する距離算出手段と、
   前記放音手段により前記検出音が放音された方向を特定する方向特定手段と、
   前記方向特定手段により特定された複数の方向と、前記複数の方向のそれぞれに向けて前記放音手段により前記検出音が放音されて前記距離算出手段により算出された前記距離とに基づいて、前記反射面の形状を算出する形状算出手段と、
   前記形状算出手段により算出された前記反射面の形状を示す情報を出力する出力手段と
   を備えることを特徴とする形状算出装置。
2. 決められた位置を基準として変位した自装置の位置を特定する位置特定手段
   を備え、
   前記形状算出手段は、前記位置特定手段により特定された前記位置に基づいて、前記反射面の形状を算出することを特徴とする請求項１に記載の形状算出装置。
3. 前記放音手段は、前記筐体の姿勢によって決められる方向に指向性を付与して前記検出音を放音し、
   前記収音手段は、前記検出音が放音された前記方向から到来する前記反射音を収音する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の形状算出装置。

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