JP2012015900A - 音発生システム、超音波発信装置、及び、超音波発信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】２つの超音波の周波数のズレを用いたパラメトリック・スピーカの原理を利用し且つ移動体が所定エリアに近づいた場合にのみ当該所定エリア内の対象者に音を聞かせることができる音発生システム、超音波発信装置、及び、超音波発信方法を提供すること。
【解決手段】注意喚起システム１０は、移動体２００（例えば、自動車などの車両）に搭載された超音波発信装置１００と、エリアＡ１０１の近傍に固定的に設置される超音波発信装置３００とを有する。超音波発信装置３００は、少なくともエリアＡ１０１を含むエリアに向けて、第１の超音波（周波数ｆ１）を発信する一方、超音波発信装置１００は、第２の超音波（周波数ｆ２）を発信する。超音波発信装置１００は、周波数ｆ１の超音波（つまり、第１の超音波と同様の超音波）を可聴信号によって変調することにより、第２の超音波を形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、音発生システム、超音波発信装置、及び、超音波発信方法に関する。

従来、歩行者が道路交差点内の状況を音声情報等により了知できるようにする音発生装置がある。

例えば、特許文献１に開示されている警報音発生装置は、周波数が異なる２つの超音波を異なる固定箇所からそれぞれ発信し、この２つの超音波が重なるエリアに存在する歩行者に対して、音を聞かせるものである。具体的には、当該警報音発生装置は、路側に設置された２つの発信機から第１の超音波（周波数ｆａ）と第２の超音波（周波数ｆａと異なる周波数ｆｂ）をそれぞれ発信し、第１の超音波と第２の超音波とが重なるエリアで、周波数ｆa−ｆｂを有する可聴音を発生させる。この可聴音の発生原理は、特に、「２つの超音波の周波数のズレを用いたパラメトリック・スピーカの原理」に基づくものである。これにより、第１の超音波と第２の超音波とが重なる固定エリアに存在する歩行者に対してのみ、必要な情報を聞かせることができる。

また、特許文献２に開示されている注意喚起装置は、１つの周波数の超音波を発信し、特定エリアに存在する歩行者に対して、音を聞かせるものである。具体的には、当該注意喚起装置は、超音波ソナーを含み、且つ、移動体（例えば、車両）に搭載される。そして、当該注意喚起装置は、超音波（周波数ｆｃ）が可聴信号（音響信号）で振幅変調された超音波（周波数ｆｄ）を、所定の領域に１１０ｄＢ以上の音圧で発信し、発信された超音波が届くエリアで可聴音を発生させる。この可聴音の発生原理は、特に、「空気中を超音波が伝播する際の非線形特性を用いたパラメトリック・スピーカの原理」に基づくものである。これにより、例えば、車両前方の危険なエリアに侵入した歩行者に対してのみ、注意を喚起する情報を聞かせることができる。

特開平８-２９７７９８号公報 特開２００５−３０６３０１号公報

しかしながら、上記した警報音発生装置によれば固定エリアでは常に可聴音が発生する。従って、例えば、固定エリアを交差点とする場合には、車両が存在しないときでも、歩行者は常に可聴音を聞くことになる。すなわち、歩行者に対して注意を喚起する必要性が低い場合でも、歩行者は警報音を聞くことになる。

また、上記した注意喚起装置によれば、移動体に近づいた注意喚起対象者に対して注意を喚起することができる。しかしながら、注意喚起対象者と同一方向に存在する、非注意喚起対象者に対しても注意喚起をしてしまうという問題がある。例えば、ガードレールのある歩道上にいる歩行者には注意喚起が必要ないが、その手前に横断歩道があり、そこに注意喚起対象者が存在した場合に歩道上の歩行者にも注意喚起をしてしまう。道路に面した建物の中の人にも注意喚起してしまうなどの例がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、２つの超音波の周波数のズレを用いたパラメトリック・スピーカの原理を利用し且つ移動体が所定エリアに近づいた場合にのみ当該所定エリア内の対象者に音を聞かせることができる音発生システム、超音波発信装置、及び、超音波発信方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様の音発生システムは、第１の超音波を発信する第１の超音波発信装置と、第２の超音波を発信する超音波発信装置であって、前記第１の超音波と同じ周波数である超音波信号を生成する超音波信号生成手段と、可聴信号を生成する可聴信号生成手段と、前記超音波信号を前記可聴信号によって変調することにより、前記第２の超音波を形成する変調手段と、を具備する第２の超音波発信装置と、を具備する。

本発明の一態様の超音波発信装置は、超音波を発信する超音波発信装置であって、超音波信号を生成する超音波信号生成手段と、可聴信号を生成する可聴信号生成手段と、前記可聴信号によって前記超音波信号を変調することにより、前記超音波を形成する変調手段と、を具備する。

本発明の一態様の超音波発信方法は、移動体に搭載された超音波発信装置における超音波発信方法であって、超音波信号を生成し、可聴信号を生成し、前記可聴信号によって前記超音波信号を変調することにより、超音波を形成する。

本発明によれば、２つの超音波の周波数のズレを用いたパラメトリック・スピーカの原理を利用し、且つ移動体が所定エリアに近づいた場合にのみ当該所定エリア内の対象者に音を聞かせることができる音発生システム、超音波発信装置、及び、超音波発信方法を提供することができる。

本発明の実施の形態１に係る注意喚起システムの構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係る超音波発信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係る超音波発信装置の構成を示すブロック図 注意喚起システムの動作の説明に供する図 本発明の実施の形態２に係る超音波発信装置の構成を示すブロック図 周波数制御部の構成を示すブロック図 移動体の速度と、周波数偏差との対応関係を示す図 本発明の実施の形態２に係る注意喚起システムの構成を示すブロック図 ドップラー効果の説明に供する図 本発明の実施の形態３に係る超音波発信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態４に係る超音波発信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態４に係る超音波発信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態５に係る超音波発信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態５に係る超音波発信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態５に係る注意喚起システムの動作説明に供する図 本発明の実施の形態５に係る注意喚起システムの動作説明に供する図 本発明の実施の形態６に係る超音波発信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態７に係る超音波発信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態８に係る超音波発信装置の構成を示すブロック図

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、実施の形態において、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は重複するので省略する。

［実施の形態１］
［注意喚起システム１０の概要］
図１は、本発明の実施の形態１に係る注意喚起システム１０の構成を示す。図１において、注意喚起システム１０は、移動体２００（例えば、自動車などの車両）に搭載された超音波発信装置１００と、エリアＡ１０１の近傍に固定的に設置される超音波発信装置３００とを有する。超音波発信装置３００は、例えば、信号機又はガードレールなどの路側構造物に設置される。

超音波発信装置３００は、少なくともエリアＡ１０１を含むエリアに向けて、第１の超音波（周波数ｆ１）を発信する一方、超音波発信装置１００は、第２の超音波（周波数ｆ２）を発信する。こうすることで、移動体２００が移動して超音波発信装置３００の超音波の及ぶエリアに近づくと、第１の超音波と第２の超音波とが重なるエリアＡ１０１が発生する。このエリアＡ１０１では、周波数ｆ２−ｆ１の音が発生する。ここで、超音波発信装置１００は、周波数ｆ１の超音波信号（つまり、第１の超音波と周波数が同じ超音波信号）を可聴信号によって変調することにより、第２の超音波を形成する。すなわち、周波数ｆ１の超音波信号が、キャリアとして用いられている。従って、エリアＡ１０１では、超音波発信装置１００によってキャリアに重畳された可聴信号に対応する音が発生することになる。この音によって、エリアＡ１０１内に存在する対象者に注意喚起を促すことができる。

このように、２つの超音波の周波数のズレを用いたパラメトリック・スピーカの原理を利用する注意喚起システム１０において、超音波発信装置１００を移動体２００に設置することにより、超音波発信装置３００の超音波の及ぶエリアに対して移動体２００が近づいたときにのみ、聴音エリア（つまり、対象者に音を聴かせたいエリア）を生成することができる。

［超音波発信装置１００の構成］
図２は、本発明の実施の形態１に係る超音波発信装置１００の構成を示す。図２において、超音波発信装置１００は、超音波信号生成部１０１と、可聴信号生成部１０２と、変調部１０３と、発信部１０４とを有する。

超音波信号生成部１０１は、所定の周波数の超音波信号を生成し、変調部１０３へ出力する。

可聴信号生成部１０２は、対象者に聴かせたい音信号（可聴信号）を生成し、変調部１０３へ出力する。可聴信号の内容は、「危険です」若しくは「注意してください」等のメッセージでも良いし、メロディ又は警報音でも良い。また、可聴信号の帯域は、２０Ｈｚ以上、２０ｋＨｚ以下である。人間の耳が１０００Ｈｚ−３５００Ｈｚで最も感度が高いとされるため、この領域近辺の可聴領域であることが望ましい。

変調部１０３は、超音波信号生成部１０１で生成された超音波信号を、可聴信号生成部１０２で生成された可聴信号によって変調することにより、変調信号を形成する。この変調信号は、発信部１０４を介して発信される。

［超音波発信装置３００の構成］
図３は、本発明の実施の形態１に係る超音波発信装置３００の構成を示す。図３において、超音波発信装置３００は、超音波信号生成部３０１と、発信部３０２とを有する。

超音波信号生成部３０１は、所定の周波数の超音波信号を生成する。この所定の周波数は、超音波信号生成部１０１で生成される超音波信号と同じ周波数である。生成された超音波信号は、発信部３０２を介して発信される。

［注意喚起システム１０の動作］
図４は、注意喚起システム１０の動作の説明に供する図である。図４において、超音波信号発信装置３００は、横断歩道の近傍に固定的に設置され、第１の超音波（周波数ｆ１）を発信している。この第１の超音波は、エリアＡ１０２全体に及んでいる。一方、移動体２００に搭載された超音波信号発信装置１００は、可聴信号が重畳された第２の超音波を発信している。この第２の超音波は、エリアＡ１０３全体に及んでいる。

エリアＡ１０２とエリアＡ１０３とはエリアＡ１０１で重なっており、このエリアＡ１０１では、第２の超音波に重畳された可聴信号が発生する。これにより、エリアＡ１０１内に存在する対象者に対して、可聴信号を聴かせることができる。一方で、エリアＡ１０１外に存在する非対象者（不図示）に対しては、可聴信号を聞かせないことができる。

以上のように本実施の形態によれば、２つの超音波の周波数のズレを用いたパラメトリック・スピーカの原理を利用する注意喚起システム１０において、超音波発信装置１００を移動体２００に設置することにより、超音波発信装置３００の超音波の及ぶエリアに対して移動体２００が近づいたときにのみ、聴音エリアを生成することができる。

なお、以上の説明では、周波数ｆ１の超音波信号を可聴信号によって変調することにより、第２の超音波を形成するとしたが、周波数ｆ１ではない周波数であっても、ｆ１とｆ２との差音によって可聴音が生成される周波数であれば、ｆ１と異なる周波数の超音波信号を可聴信号によって変調することによってｆ２の超音波を形成しても良い。

なお、以上の説明では、超音波発信装置１００が超音波信号を可聴信号によって変調し、超音波発信装置３００は可聴信号を変調しないとして説明したが、超音波発信装置１００が可聴信号を変調せず、超音波発信装置３００が可聴信号によって変調を行った超音波信号を発信してもよい。

［実施の形態２］
実施の形態２では、ドップラー効果を考慮して、超音波信号の周波数を制御する。

［超音波発信装置４００の構成］
図５は、本発明の実施の形態２に係る超音波発信装置４００の構成を示す。超音波発信装置４００は、超音波発信装置１００と同様に、移動体２００に搭載される。

図５において、超音波発信装置４００は、速度情報取得部４０１と、周波数制御部４０２と、超音波信号生成部４０３とを有する。

速度情報取得部４０１は、移動体２００の移動速度に関する速度情報を取得する。速度情報は、例えば、移動体２００に備えられた速度センサから取得される速度ｖ１である。なお、この代わりに、変速機内のトルクコンバータのタービン回転数、又は、変速機の駆動軸の回転数等が用いられても良い。

周波数制御部４０２は、移動体２００の速度に基づいて、ターゲット周波数を算出する。すなわち、まず、周波数制御部４０２は、移動体２００の速度に基づいて、周波数ｆ１の超音波を発信した場合のドップラー周波数と基準周波数ｆ１との差分（つまり、周波数偏差Δｆ）を算出する。そして、周波数制御部４０２は、基準周波数ｆ１と周波数偏差Δｆとを加算することにより、ターゲット周波数を算出する。このターゲット周波数に基づいて、超音波信号生成部４０３で生成される超音波信号の周波数が調整される。

具体的には、周波数制御部４０２は、図６に示すように、記憶部４１１と、算出部４１２とを有する。

記憶部４１１は、移動体２００の速度と、周波数偏差Δｆとの対応関係を記憶する。図７には、基準周波数ｆ１が４０Ｈｚの場合の対応関係が示されている。

算出部４１２は、記憶部４１１に記憶されている対応関係において、速度情報取得部４０１から受け取る移動体２００の速度と対応付けられている周波数偏差Δｆの値を取得し、取得された周波数偏差Δｆの値と、基準周波数ｆ１とに基づいて、ターゲット周波数を算出する。

超音波信号生成部４０３は、周波数制御部４０２で算出されたターゲット周波数を持つ超音波信号を生成し、変調部１０３へ出力する。

［注意喚起システム２０の動作］
図８は、本発明の実施の形態２に係る注意喚起システム２０の動作の説明に供する図である。図８において、超音波発信装置３００は、横断歩道の近傍に固定的に設置され、第１の超音波（周波数ｆ１）を発信している。

一方、超音波発信装置４００は、移動体２００の速度に応じた周波数を持つ超音波信号をキャリアとして可聴信号を発信する。

ここで、移動体２００が移動している場合、超音波発信装置４００から発信される超音波は、ドップラー効果の影響を受ける。

図９は、ドップラー効果の説明に供する図である。図９Ａには、移動体２００が動いていない場合の超音波の様子が示され、図９Ｂには、移動体２００が対象者に対して近づいている場合の超音波の様子が示され、図９Ｃには、移動体２００が対象者から遠ざかる場合の超音波の様子が示されている。

このようなドップラー効果の影響を超音波発信装置４００から発信される超音波が受ける場合、超音波発信装置４００で用いられるキャリアの周波数と超音波発信装置３００で用いられるキャリアの周波数との間にズレが生じることになるので、エリアＡ１０１内に存在する対象者に対して可聴信号の品質が低下する可能性がある。すなわち、移動体２００が停止している場合には、対象者は、可聴信号に対応する音を聴くことができる。しかし、移動体２００が対象者に対して接近する方向に移動すると、その速度に応じてドップラー効果が起こってしまい、周波数が高くなる。このため、発生音が意図したものよりも高音となり、可聴周波数帯域の狭い人にとっては、発生音が聞こえなくなる場合がある。

これに対して、超音波発信装置４００では、移動体２００の速度に応じた周波数にキャリアが調整されるので、可聴エリアＡ１０１における超音波発信装置４００から発信されたキャリアの周波数と超音波発信装置３００から発信されたキャリアの周波数とを一致させることができる。これにより、移動体２００が速い速度で移動する場合でも、可聴信号の品質を維持することができる。

以上のように本実施の形態によれば、超音波発信装置４００において、周波数制御部４０２が、移動体２００の速度に基づいて、超音波信号生成部４０３で生成される超音波信号の周波数を調整する。

こうすることで、超音波信号生成部４０３で生成される超音波信号の周波数を、ドップラー効果を考慮した周波数に調整することができるので、可聴エリアＡ１０１における超音波発信装置４００から発信されたキャリアの周波数と超音波発信装置３００から発信されたキャリアの周波数とを一致させることができる。これにより、移動体２００が速い速度で移動する場合でも、可聴信号の品質を維持することができる。

なお、以上の説明では、超音波発信装置１００が超音波信号を可聴信号によって変調し、超音波発信装置３００は可聴信号を変調しないとして説明したが、超音波発信装置１００が可聴信号を変調せず、超音波発信装置３００が可聴信号によって変調を行った超音波信号を発信してもよい。

［実施の形態３］
実施の形態３では、移動体の速度に応じて可聴信号の内容を変更する。

図１０は、本発明の実施の形態３に係る超音波発信装置５００の構成を示す。超音波発信装置５００は、移動体２００に搭載される。図１０において、超音波発信装置５００は、可聴信号制御部５０１と、可聴信号生成部５０２とを有する。

可聴信号制御部５０１は、速度情報取得部４０１から移動体２００の速度情報を取得し、移動体２００の速度に基づいて、可聴信号生成部５０２で生成される可聴信号の内容を変更する。具体的には、可聴信号制御部５０１は、移動体２００の速度に応じた可聴信号の識別情報を可聴信号生成部５０２へ出力する。例えば、可聴信号の内容は、速度が速い時には「危険です」とされ、速度が遅い時には「車が接近しています」とされる。これにより、歩行者にわかりやすい注意喚起を行うことができる。

可聴信号生成部５０２は、可聴信号制御部５０１から受け取る可聴信号識別情報に対応する可聴信号を生成し、変調部１０３へ出力する。

以上のように本実施の形態によれば、可聴信号制御部５０１が、移動体２００の速度に基づいて、可聴信号生成部５０２で生成される可聴信号の内容を変更する。

こうすることで、例えば、歩行者にわかりやすい注意喚起を行うことができる。

なお、以上の説明では、移動体２００の速度に基づいて、キャリア周波数及び可聴信号の内容を変更する場合について説明したが、キャリア周波数を変更せずに可聴信号の内容だけを変更しても良い。

［実施の形態４］
実施の形態４では、注意喚起システムにおいて、固定的に設置される複数の超音波発信装置が存在し、キャリアの周波数の異なる超音波発信装置が混在している場合にも、対応できる実施の形態が示される。

図１１は、本発明の実施の形態４に係る超音波発信装置６００の構成を示す。図１１において、超音波発信装置６００は、無線信号送受信部６０１を有する。

無線信号送受信部６０１は、超音波信号生成部３０１で生成されている超音波信号の周波数に関する基準周波数情報を送信する。これにより、超音波発信装置６００の周辺に存在する後述の超音波発信装置７００が、基準周波数情報を取得することができる。この基準周波数情報の送信には、複数の超音波発信装置７００との間で共通の周波数が用いられる。

図１２は、本発明の実施の形態４に係る超音波発信装置７００の構成を示す。超音波発信装置７００は、移動体２００に搭載される。図１２において、超音波発信装置７００は、無線信号送受信部７０１と、周波数制御部７０２と、超音波信号生成部７０３とを有する。

無線信号送受信部７０１は、超音波発信装置６００から送信された基準周波数情報を受信し、周波数制御部７０２へ出力する。

周波数制御部７０２は、無線信号送受信部７０１から基準周波数情報を受け取り、当該基準周波数情報に基づいて、ターゲット周波数を設定する。ここでは、周波数制御部７０２は、基準周波数情報の示す周波数に、ターゲット周波数を設定する。

超音波信号生成部７０３は、周波数制御部７０２で設定されたターゲット周波数を持つ超音波信号を生成し、変調部１０３へ出力する。

以上のように本実施の形態によれば、超音波発信装置７００が超音波発信装置６００から送信される周波数情報に対応する周波数の超音波信号をキャリアとして用いることができる。これにより、注意喚起システム内にキャリアの周波数の異なる超音波発信装置６００が混在している場合でも、超音波発信装置７００は周辺に存在する超音波発信装置６００の周波数に合わせたキャリアを用いることができる。

なお、以上では、超音波発信装置７００が超音波発信装置１００の構成に無線信号送受信部７０１を設けた構成を有している場合について説明を行った。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、超音波発信装置７００は、実施の形態２の超音波発信装置４００の構成に無線信号送受信部７０１を設けた構成を有していても良い。この場合には、周波数制御部７０２は、速度情報取得部４０１から受け取る移動体２００の速度と、無線信号送受信部７０１から受け取る基準周波数情報とに基づいて、ターゲット周波数を算出する。具体的には、周波数制御部７０２は、移動体２００の速度に基づいて、周波数偏差Δｆを算出する。そして、周波数制御部７０２は、基準周波数情報の示す基準周波数と周波数偏差Δｆとを加算することにより、ターゲット周波数を算出する。

［実施の形態５］
実施の形態５では、固定的に設置される超音波発信装置は、信号機の状態を示す信号機情報に基づいて、超音波信号の周波数を切り替える。この超音波発信装置は、車線と対応付けられた周波数に関する周波数情報と、信号機状態情報とを送信する。また、移動体に搭載される超音波発信装置は、移動体が走行する車線と対応する周波数でキャリアを生成する。

図１３は、本発明の実施の形態５に係る超音波発信装置８００の構成を示す。超音波発信装置８００は、交差点の近傍に固定的に設置される。図１３において、超音波発信装置８００は、信号機情報取得部８０１と、超音波信号生成部８０２と、無線信号送受信部８０３とを有する。

信号機情報取得部８０１は、超音波発信装置８００が無線又は有線で接続されている、交差点に設置された信号機の状態を示す信号機状態情報を取得する。信号機状態情報には、各車線に対応する信号機の状態（赤の状態又は青の状態等）に関する情報が含まれている。

超音波信号生成部８０２は、信号機情報取得部８０１で取得された信号機状態情報に基づいて、超音波信号の周波数を切り替える。これにより、超音波信号生成部８０２では、信号機の状態に応じた周波数の超音波信号が生成される。

無線信号送受信部８０３は、各車線と周波数との対応関係に関する周波数情報を送信する。

図１４は、本発明の実施の形態５に係る超音波発信装置９００の構成を示す。超音波発信装置９００は、移動体２００に搭載される。超音波発信装置９００は、無線信号送受信部９０１と、周波数制御部９０２と、超音波信号生成部９０３とを有する。

無線信号送受信部９０１は、超音波発信装置８００から送信された周波数情報を受信し、周波数制御部９０２へ出力する。

周波数制御部９０２は、移動体２００が走行する車線に関する走行車線情報を取得する。この走行車線情報は、例えば、カーナビゲーションシステムから取得される。そして、周波数制御部９０２は、周波数情報において走行車線情報の示す車線と対応付けられている周波数に関する情報を超音波信号生成部９０３へ出力する。これにより、超音波信号生成部９０３では、走行車線に応じた周波数を持つ超音波信号が生成される。

図１５及び図１６は、本発明の実施の形態５に係る注意喚起システムの動作説明に供する図である。

図１５では、図中の上下方向の信号が青の状態であり、左右方向の信号が赤の状態である。一方、図１６では、図中の上下方向の信号が赤の状態であり、左右方向の信号が青の状態である。

上述の通り、超音波発信装置８００は、信号機情報取得部８０１で取得された信号機状態情報に基づいて、超音波信号の周波数を切り替える。すなわち、超音波発信装置８００は、図１５の様な信号機状態では、周波数ｆ３のキャリアを用いる一方、図１６の様な信号機状態では、周波数ｆ３と異なる周波数ｆ４のキャリアを用いる。

一方、移動体２００Ａに搭載された超音波発信装置９００は、走行車線情報を取得しており、超音波発信装置８００から送信された周波数情報において走行車線情報の示す車線と対応付けられている周波数に、キャリアの周波数を設定する。すなわち、移動体２００Ａの走行車線は図１５及び図１６における左右方向の車線に対応するので、移動体２００Ａに搭載された超音波発信装置９００は、周波数ｆ４のキャリアを用いる。これに対して、移動体２００Ｂに搭載されている超音波発信装置９００は、周波数ｆ３のキャリアを用いる。

こうすることで、図１５の信号機状態では、対象者Ｔ１０２の存在するエリアにおいて可聴信号が発生する一方、対象者Ｔ１０１の存在するエリアにおいては可聴信号が発生しない。逆に、図１６の信号機状態では、対象者Ｔ１０１の存在するエリアにおいて可聴信号が発生する一方、対象者Ｔ１０２の存在するエリアにおいては可聴信号が発生しない。

以上のように本実施の形態によれば、超音波発信装置９００において、無線信号送受信部９０１が、超音波発信装置８００から送信された周波数情報を受信し、周波数制御部９０２が、超音波信号生成部９０３で生成される超音波信号の周波数を、周波数情報において移動体２００の走行車線と対応づけられた周波数に調整する。

こうすることで、超音波発信装置８００が信号機の状態が青である車線に対応する周波数の超音波を発信すれば、交差点に進入する移動体２００に搭載された超音波発信装置９００が発信するキャリアの周波数とのみ一致させることができる。例えば、信号が赤の方向の車は停止するため、横断歩道上にいる歩行者はこの車に対する注意喚起を必要としない。しかしながら、青の方向から右折や左折してくる車の注意喚起は必要である。従って、本当に危険が迫っている対象者に対してのみ注意を喚起することができる。

［実施の形態６］
実施の形態６では、移動体が曲がる方向に対して、超音波を出力する方向を合わせる制御を行う。

図１７は、本発明の実施の形態６に係る超音波発信装置１０００の構成を示す。図１７において、超音波発信装置１０００は、方向センサ１００１と、発信部１００２とを有する。

方向センサ１００１は、超音波発信装置１００が搭載されている移動体２００の曲がる方向に関する情報を取得し、発信部１００２へ出力する。

発信部１００２は、移動体２００の曲がる方向に対して、超音波の出力方向を合わせる制御を行う。すなわち、発信部１００２は、移動体２００の曲がる方向に応じて、超音波の指向性を制御する。

以上のようにすることで、移動体２００が曲がる場合に、移動体２００の前後方向が到達予定エリアへの方向と一致する前に、その到達予定エリアを可聴エリアとすることができるので、到達予定エリア内に存在する対象者に早い段階で注意を喚起することができる。

［実施の形態７］
実施の形態７では、超音波の発信方向と、移動体の進行方向（つまり、移動体の前後方向）とがゼロ度でない角度を有する場合に、超音波信号の周波数を、移動体の速度の超音波信号の発信方向に対する成分に基づいて変更する。

図１８は、本発明の実施の形態７に係る超音波発信装置１１００の構成を示す。超音波発信装置１１００は、移動体２００に搭載される。図１８において、超音波発信装置１１００は周波数制御部１１０１を有する。

周波数制御部１１０１は、発信部１０４から超音波の発信方向を取得する。そして、周波数制御部１１０１は、移動体２００の移動速度と超音波の発信方向とから、その発信方向に対する速度成分を算出し、算出された速度成分に基づいて、ターゲット周波数を算出する。

以上のようにすることで、超音波の発信方向と、移動体２００の進行方向（つまり、移動体の前後方向）とがゼロ度でない角度を有する場合でも、ドップラー効果を考慮したキャリア周波数を設定することができる。

［実施の形態８］
実施の形態８は、実施の形態６と実施の形態７とを組み合わせたものである。

図１９は、本発明の実施の形態８に係る超音波発信装置１２００の構成を示す。図１９において、超音波発信装置１２００は、周波数制御部１２０１を有する。

周波数制御部１２０１は、発信部１００２から超音波の出力方向を取得する。そして、周波数制御部１２０１は、移動体２００の移動速度と超音波の出力方向とから、その出力方向に対する速度成分を算出し、算出された速度成分に基づいて、ターゲット周波数を算出する。

以上のようにすることで、実施の形態６及び実施の形態７の効果が得られる。

［他の実施の形態］
（１）実施の形態１では、超音波発信装置１００及び超音波発信装置３００が１つの同じ周波数の超音波信号を使用し、超音波発信装置１００から送信される可聴信号も１種類であることを前提とした。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、超音波発信装置１００及び超音波発信装置３００は複数の同じ周波数の超音波を発信しても良い。この場合、超音波発信装置１００では、周波数の異なる複数の超音波信号に、異なる内容の可聴信号がそれぞれ重畳される。

（２）上記各実施の形態では、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明はソフトウェアで実現することも可能である。

また、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。

また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用してもよい。

さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。

本発明の音発生システム、超音波発信装置、及び、超音波発信方法は、２つの超音波の周波数のズレを用いたパラメトリック・スピーカの原理を利用し且つ移動体が所定エリアに近づいた場合にのみ当該所定エリア内の対象者に音を聞かせることができるものとして有用である。

また、
・雨などの天候による影響はない。路側も車載側も同じような影響が出る
・交差点以外でも用いることが可能
・車両以外に用いることも出来る
電車の警笛として使うことも可能
・歩行者に広告などを聞かせる手段としても使える
・HV車やEV車など走行音が小さい車両につけることで、歩行者に車が来ることがわかる
・病院等で死角で見えない場所にいる車椅子の存在を他の人に知らせることが可能
・上記と同様に視覚障害者の人に適応することも可能
などの応用例もある。

１０ 注意喚起システム
１００，３００，４００，５００，６００，７００，８００，９００，１０００，１１００，１２００ 超音波発信装置
１０１，３０１，４０３，７０３，８０２，９０３ 超音波信号生成部
１０２，５０２ 可聴信号生成部
１０３ 変調部
１０４，３０２，１００２ 発信部
２００ 移動体
４０１ 速度情報取得部
４０２，７０２，９０２，１１０１，１２０１ 周波数制御部
４１１ 記憶部
４１２ 算出部
５０１ 可聴信号制御部
６０１，７０１，８０３，９０１ 無線信号送受信部
８０１ 信号機情報取得部
１００１ 方向センサ

Claims (10)

1. 第１の超音波を発信する第１の超音波発信装置と、
   第２の超音波を発信する超音波発信装置であって、前記第１の超音波と同じ周波数である超音波信号を生成する超音波信号生成手段と、可聴信号を生成する可聴信号生成手段と、前記超音波信号を前記可聴信号によって変調することにより、前記第２の超音波を形成する変調手段と、を具備する第２の超音波発信装置と、
   を具備する音発生システム。
2. 超音波を発信する超音波発信装置であって、
   超音波信号を生成する超音波信号生成手段と、
   可聴信号を生成する可聴信号生成手段と、
   前記可聴信号によって前記超音波信号を変調することにより、前記超音波を形成する変調手段と、
   を具備する超音波発信装置。
3. 前記超音波発信装置は移動体に搭載され、
   前記移動体の速度に関する情報を取得する情報取得手段と、
   前記移動体の速度に基づいて、前記超音波信号の周波数を調整する周波数制御手段と、
   をさらに具備する請求項２に記載の超音波発信装置。
4. 前記周波数制御手段は、速度と、前記超音波信号の基準周波数とドップラー周波数との差分である周波数偏差との対応関係を記憶する記憶手段と、
   前記対応関係において前記移動体の速度と対応付けられている周波数偏差を算出し、前記算出された周波数偏差と前記基準周波数とを加算することにより、前記超音波信号のターゲット周波数を算出する算出手段と、
   を具備する請求項３に記載の超音波発信装置。
5. 前記移動体の速度に応じて、前記可聴信号の内容を変更する可聴信号制御手段をさらに具備する請求項２に記載の超音波発信装置。
6. 他の超音波発信装置から送信された前記他の超音波発信装置で用いられている超音波信号の基準周波数に関する情報を受信する受信手段と、
   前記超音波信号の周波数を、前記他の超音波発信装置の基準周波数と同じ周波数に調整する周波数制御手段と、
   をさらに具備する請求項２に記載の超音波発信装置。
7. 交差点の近傍に設置された他の超音波発信装置から前記交差点における各車線に対応づけられた周波数に関する周波数情報を受信する受信手段と、
   前記超音波信号の周波数を、前記周波数情報において前記移動体の走行車線と対応づけられた周波数に調整する周波数制御手段と、
   をさらに具備する請求項２に記載の超音波発信装置。
8. 前記移動体の曲がる方向を検出する検出手段と、
   前記超音波を発信する手段であって、前記検出された曲がる方向に対して、前記超音波を発信する方向を合わせる発信手段と、
   をさらに具備する請求項２に記載の超音波発信装置。
9. 前記移動体の速度に関する情報を取得する情報取得手段と、
   前記移動体の速度と前記超音波の発信方向とに基づいて、前記発信方向に対する前記移動体の速度の速度成分を算出し、前記算出された速度成分に基づいて、前記超音波信号の周波数を調整する周波数制御手段と、
   をさらに具備する請求項２に記載の超音波発信装置。
10. 移動体に搭載された超音波発信装置における超音波発信方法であって、
    超音波信号を生成し、
    可聴信号を生成し、
    前記可聴信号によって前記超音波信号を変調することにより、超音波を形成する、
    を具備する超音波発信方法。

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