JP2017226346A - 車両接近通知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の周辺領域に車両の接近を好適に通知する【解決手段】車両接近通知装置は、車両（５００）が接近中又は今後接近することを周囲に通知する装置である。車両接近通知装置は、可聴音域に共振周波数を有する複数個の超音波素子（１０１）を含むパラメトリックスピーカ（１００）と、共振周波数付近の第１周波数成分、及び共振周波数から離れた第２周波数成分を同時に含む可聴音を、パラメトリックスピーカの搬送波である超音波に重畳する音波生成手段（３００）とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、車両の接近を周囲に通知する車両接近通知装置の技術分野に関する。

この種の装置として、パラメトリックスピーカから送信した音によって、車両周辺に注意喚起を促すものが知られている。例えば特許文献１では、車両の速度が所定速度以下又は後進する場合には、超音波を路面に向けて放射して指向性を広げるという技術が提案されている。特許文献１では更に、車速に応じて駆動する反射板を利用してスピーカからの音波の進路を変化させるという技術が提案されている。

特開２０１１−１４３８３８号公報

特許文献１に記載の技術では、車速が比較的低い場合に、超音波が路面に向けて放射されることで音波の指向性が広げられる。車速が低い場合には、相対的に遠方側の危険度は低くなるため、指向性を広げて車両近傍への通知を行うことは有効であると考えられる。

一方で、特許文献１に記載の技術では、車速が比較的高い場合に、超音波が反射板に反射されることで、音波の指向性が広げられることなく遠方側へ指向性の高い音波が出力される。この場合、遠方側にも注意喚起が行えるようになるが、車両近傍への注意喚起の効果は上記車速が低い場合と比べると低くなる。

以上のように、特許文献１では、低速時には車両近傍に注意喚起を行い、高速時には遠方側に注意喚起を行うことを優先させている。しかしながら、車速が高い場合において車両近傍の危険性が低いとは限らない。このため、特許文献１に記載の技術では、高速時における車両近傍への注意喚起が不十分になってしまうという技術的問題点が生ずる。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、車両の周辺領域に車両の接近を好適に通知することが可能な車両接近通知装置を提供することを課題とする。

＜１＞
本発明の車両接近通知装置は上記課題を解決するために、車両が接近中又は今後接近することを周囲に通知する車両接近通知装置であって、可聴音域に共振周波数を有する複数個の超音波素子を含むパラメトリックスピーカと、前記共振周波数付近の第１周波数成分、及び前記共振周波数から離れた第２周波数成分を同時に含む可聴音を、前記パラメトリックスピーカの搬送波である超音波に重畳する音波生成手段とを備える。

本発明の車両接近通知装置によれば、共振周波数付近の第１周波数成分によって車両近傍に指向性が広い音波を発信することができると共に、共振周波数から離れた第２周波数成分によって遠方側に指向性の狭い音波を発振することができる。これにより、車両近傍の広い範囲に加えて、遠方側の限られた範囲に車両の接近を通知することが可能である。

本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。

実施形態に係る車両接近通知装置の構成を示すブロック図である。 超音波素子の共振周波数を示すグラフである。 超音波に重畳する可聴音の周波数特性を示すグラフである。 第２周波数成分の指向性を示すグラフである。 第１周波数成分の指向性を示すグラフである。 比較例に係る超音波素子の共振周波数を示すグラフである。 比較例に係る第２周波数成分の指向性を示すグラフである。 比較例に係る第１周波数成分の指向性を示すグラフである。 超音波に重畳するホワイトノイズの周波数特性を示すグラフである。 ホワイトノイズを重畳した場合に測定される音圧レベルを音源に対する角度別に示すグラフである。 実施形態に係る車両接近通知装置による接近通知音の聞こえ方を示す概念図である。 変形例に係る車両接近通知装置による接近通知音の聞こえ方を示す概念図である。

本発明の車両接近通知装置に係る実施形態を図面に基づいて説明する。

＜車両接近通知装置の構成＞
先ず、本実施形態に係る車両接近通知装置の構成について、図１及び図２を参照して説明する。ここに図１は、実施形態に係る車両接近通知装置の構成を示すブロック図である。また図２は、超音波素子の共振周波数を示すグラフである。

図１において、本実施形態に係る車両接近通知装置は、自動車等の車両に搭載され、車両の接近を音によって周囲に通知する装置である。車両接近通知装置は、主な構成要素として、パラメトリックスピーカ１００と、昇圧回路２００と、音波生成部３００とを備えて構成されている。

パラメトリックスピーカ１００は、複数の超音波素子１０１を含んで構成されており、超音波の自己復調作用を利用して高い指向性を実現することが可能なスピーカである。本実施形態では特に、パラメトリックスピーカ１００に含まれる複数の超音波素子１０１が所定の共振周波数を有するように設計されている。

図２に示すように、パラメトリックスピーカ１００に含まれる複数の超音波素子１０１は、筐体の共振周波数が９〜１２ｋＨｚである。即ち、本実施形態に係る超音波素子１０１は、可聴音域に共振周波数を有している。

図１に戻り、昇圧回路２００は、音波生成部３００から入力された音声信号の電圧を昇圧してパラメトリックスピーカ１００に出力可能に構成されている。

音波生成部３００は、搬送波である超音波に可聴音を重畳して音声信号を生成する。音波生成部３００で生成された音声信号は、昇圧回路２００を介して、パラメトリックスピーカ１００に入力される。なお、音波生成部３００は、「音波生成手段」の一具体例である。

＜音波の指向性＞
次に、本実施形態に係る車両接近通知装置から出力される音波の指向性について、図３から図５を参照して説明する。ここに図３は、超音波に重畳する可聴音の周波数特性を示すグラフである。また図４は、第２周波数成分の指向性を示すグラフであり、図５は、第１周波数成分の指向性を示すグラフである。

図３に示すように、音波生成部３００は、超音波素子１０１の共振周波数付近の周波数成分（例えば、９ｋ、１０ｋ、１１ｋ、１２ｋＨｚ）である第１周波数成分と、超音波素子１０１の共振周波数から離れた周波数成分（例えば、５００、１ｋ、１．３ｋ、１．５ｋＨｚ）である第２周波数成分を含む可聴音を、搬送波である超音波に重畳して出力する。

図４及び図５は、本実施形態に係る車両接近通知装置により、図３で示した可聴音を重畳した超音波を出力した場合に、音源（即ち、パラメトリックスピーカ１００）から２ｍ離れた位置で測定される重畳可聴音の周波数のうち、第２周波数成分である１．３ｋＨｚ、第１周波数成分である１０ｋＨｚの指向性をそれぞれ示している。なお、各グラフは、１．３ｋＨｚの周波数成分の正面基準で描かれている。

図４に示すように、第２周波数成分である１．３ｋＨｚの可聴音については、パラメトリックスピーカ１００の特性により非常に狭い指向性が実現されている。一方、図５に示すように、第１周波数成分である１０ｋＨｚの可聴音については、約５ｄｅｇまでの狭い指向性に加えて、指向性の広い音が同時に発生している。これは、超音波素子１０１の筐体が共振することで、無指向性の音波が発信されるからである。

このように、本実施形態に係る車両接近通知装置によれば、パラメトリックスピーカ１００の特性を利用した指向性の狭い可聴音に加えて、無指向性の可聴音を発信することが可能である。なお、指向性の狭い可聴音を発信するために、第２周波数成分は、第１周波数成分（即ち、超音波素子１０１の共振周波数）から十分に離れた周波数帯であることが好ましい。

＜共振周波数が可聴音域外の比較例＞
ここで、超音波素子１０１の共振周波数が可聴音域外である比較例について、図６から図８を参照して説明する。ここに図６は、比較例に係る超音波素子の共振周波数を示すグラフである。また図７は、比較例に係る第２周波数成分の指向性を示すグラフであり、図８は、比較例に係る第１周波数成分の指向性を示すグラフである。

図６に示すように、比較例に係る複数の超音波素子１０１は、筐体の共振周波数が可聴音域外（例えば、２ｋ〜２．４ｋＨｚ）である。即ち、本実施形態に係る複数の超音波素子１０１のように、可聴音域に共振周波数を有していない。

図７及び図８は、比較例に係る車両接近通知装置により、図３で示した可聴音を重畳した超音波を出力した場合に、音源（即ち、パラメトリックスピーカ１００）から２ｍ離れた位置で測定される重畳可聴音の周波数のうち、第２周波数成分である１．３ｋＨｚ、第１周波数成分である１０ｋＨｚの指向性をそれぞれ示している。なお、各グラフは、１．３ｋＨｚの周波数成分の正面基準で描かれている。

図７及び図８に示すように、比較例に係る車両接近通知装置では、第２周波数成分である１．３ｋＨｚの可聴音及び第１周波数成分である１０ｋＨｚの両方の可聴音について、パラメトリックスピーカ１００の特性により非常に狭い指向性が実現されている。即ち、本実施形態のように、超音波素子１０１の筐体が共振することによる無指向性の音波は発信されない。よって、比較例に係る車両接近装置では、指向性の広い音を発振することができない。

＜ホワイトノイズを用いた指向性の検証＞
次に、重畳する可聴音の周波数に幅を持たせた例として、ホワイトノイズを重畳した場合の指向性について、図９及び図１０を参照して説明する。ここに図９は、超音波に重畳するホワイトノイズの周波数特性を示すグラフである。また図１０は、ホワイトノイズを重畳した場合に測定される音圧レベルを音源に対する角度別に示すグラフである。

図９に示すように、ここでは可聴音の一例として、パラメトリックスピーカ１００の搬送波である超音波にホワイトノイズを重畳している。図を見ても分かるように、重畳されるホワイトノイズは、周波数に比較的広い幅を有している。

図１０は、図９で示したホワイトノイズを重畳した超音波を出力した場合に、音源（即ち、パラメトリックスピーカ１００）から２ｍ離れた位置で測定される重畳可聴音の周波数成分について、０ｄｅｇ、５ｄｅｇ、３０ｄｅｇ、６０ｄｅｇ、及び９０ｄｅｇの角度（音源から見た方向）別に音圧レベルを示している。

図１０に示すように、共振周波数付近の第１周波数成分と、共振周波数から離れた第２周波数成分とでは、３０ｄｅｇ以上の指向性で大きく挙動が異なっている。具体的には、第２周波数成分の周波数帯においては、６０ｄｅｇでは暗騒音と同程度まで音圧レベルが低下しているのに対し、第１周波数成分の周波数帯においては、３０ｄｅｇ〜９０ｄｅｇまでほぼ同じ音圧レベルを保っている。また、０ｄｅｇ、５ｄｅｇにおいては、第１周波数成分及び第２周波数成分の両方で音圧レベルが増加しており、パラメトリックスピーカ１００で超音波に重畳した可聴音が自己復調により再生されていることが分かる。

＜接近通知音の聞こえ方＞
次に、本実施形態に係る車両接近通知装置によって発信される接近通知音の聞こえ方について、図１１を参照して具体的に説明する。ここに図１１は、実施形態に係る車両接近通知装置による接近通知音の聞こえ方を示す概念図である。

図１１に示すように、ここでは車両５００の前方に位置する車両前方領域Ａ１、車両５００の側方に位置する車両側方領域Ａ２、及び車両５００の前方の遠い位置である車両遠方領域Ａ３の領域毎に、接近通知音の聞こえ方を説明する。なお、車両５００は、前方に向けて超音波を発信しているものとする。

図１１において、車両前方領域Ａ１は、超音波の発信方向に位置しており、音源からの距離も近い。このため、指向性の広い第１周波数成分の音及び指向性の狭い第２周波数成分の音が共に大きく聞こえる。この結果、車両前方領域Ａ１で聞こえる接近通知音によれば、車両５００が極めて近くまで接近しており危険性が大きいことを通知できる。よって、例えば車両５００の前方に位置する歩行者等に対して、安全な歩道への退避を促すことができる。

車両側方領域Ａ２は、超音波の発信方向には位置していないが、音源からの距離が比較的近い。このため、指向性の広い第１周波数成分の音は中程度に聞こえるが、指向性の狭い第２周波数成分の音は小さくしか聞こえない。この結果、車両側方領域Ａ２で聞こえる接近通知音によれば、車両が近くに存在しているが、車両前方領域Ａ１ほどには危険性が高くないことを通知できる。よって、例えば歩道を歩いている歩行者に対して、車道への接近注意等を促すことができる。

車両遠方領域Ａ３は、超音波の発信方向に位置しているが、音源からの距離が遠い。このため、指向性の広い第１周波数成分の音及び指向性の狭い第２周波数成分の音が共に中程度に聞こえる。この結果、車両遠方領域Ａ２で聞こえる接近通知音によれば、車両は比較的遠い位置に存在しているが、接近中であることを通知できる。よって、例えば車両５００から比較的遠い位置に存在している歩行者に対して、車道への接近注意等を促すことができる。

以上説明したように、本実施形態に係る車両接近通知装置によれば、車両近傍の広い範囲に加えて、遠方側の限られた範囲に車両の接近を通知することが可能である。よって、車両の周辺に存在する歩行者等に対して、車両接近による危険性を好適に通知することができる。即ち、危険性が過小に又は過大に通知されるのを抑制し、車両との位置関係に応じた的確な危険性を通知することができる。

また、車両との位置関係が変化することによる音の変化によっても、危険性を的確に通知することができる。例えば、歩道を歩いている歩行者には主に第１周波数成分の音が聞こえるが、車道に飛び出すなどして車両の前方に移動すると、第２周波数成分の音も大きく聞こえるようになる。従って、聞こえる音の変化により危険性が大きくなっていることを的確に察知することができる。

また、車両５００の遠方においては、第１周波数成分の音及び第２周波数成分の音の両方が聞こえるが、車両５００が接近するにつれて音が大きくなり、車両５００が極めて近い状態になると無指向性の音が加わり更に接近通知音が強調される。この場合も、聞こえる音の変化により危険性が大きくなっていることを的確に察知することができる。

＜変形例＞
次に、変形例に係る車両接近通知装置によって発信される接近通知音の聞こえ方について、図１２を参照して具体的に説明する。ここに図１２は、変形例に係る車両接近通知装置による接近通知音の聞こえ方を示す概念図である。

図１２に示すように、ここでは図１１で示した車両側方領域Ａ２を、車両に近い側の第１車両側方領域Ａ１ａ、及び車両から遠い側の第２車両側方領域Ａ２ｂに分けて説明する。

図１２において、変形例に係る車両接近通知装置では、上述した実施形態と比べて、重畳される可聴音の第１周波数成分が小さく、第２周波数成分が大きくされている。このようにすると、特に車両遠方領域Ａ３において、第１周波数成分の音が聞こえ難くなり、第２周波数成分の音が聞こえ易くなる。その結果、各領域（即ち、車両前方領域Ａ１、第１車両側方領域Ａ１ａ、第２車両側方領域Ａ２ｂ、及び車両遠方領域Ａ３）において聞こえる音の違い（第１周波数成分及び第２周波数成分の音量の差）が明確になり、より好適に車両接近の危険性を通知することができる。

更に、第２車両側方領域Ａ２ｂについては、第１周波数成分の音についても、極めて聞こえ難い状態となる。このため、無関係な歩行者に対する過度な通知や近隣住宅等における不快感を低減することができる。

ちなみに、車両接近による危険性は、車速によって大きく変化する。このため、車速に応じた制御を行ってもよい。具体的には、第２周波数成分の大きさを、車速が低いほど小さくし、車速が高いほど大きくするようにしてもよい。或いは、発信させる超音波素子１０１の数を、車速が低いほど少なく、車速が高いほど多くしてもよい。

車速が比較的低い場合には、遠方側への通知は不要になると考えられる。このため、上記のように車速に応じた制御を行えば、低速時における不要な音波の拡散防止及び省電力化を実現できる。

なお、発振する超音波素子１０１を少なくする場合には、車両近傍に対する音圧が不足する可能性がある。また、低車速ほど近傍の広い範囲に通知したい場合には逆効果となってしまうおそれがある。このような問題に対しては、第１周波数成分を大きくすることで対応することができる。具体的には、第１周波数成分を、車速が低いほど大きくし、車速が高いほど小さくするようにすればよい。

以上説明したように、状況に応じて第１周波数成分及び第２周波数成分の大きさをそれぞれ変化させる、或いは発信する超音波素子１０１の数を変更させることで、車両接近による危険性をより好適に通知することも可能である。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う車両接近通知装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

１００ パラメトリックスピーカ
１０１ 超音波素子
２００ 昇圧回路
３００ 音波生成部
５００ 車両
Ａ１ 車両前方領域
Ａ２ 車両側方領域
Ａ３ 車両遠方領域

Claims (1)

1. 車両が接近中又は今後接近することを周囲に通知する車両接近通知装置であって、
   可聴音域に共振周波数を有する複数個の超音波素子を含むパラメトリックスピーカと、
   前記共振周波数付近の第１周波数成分、及び前記共振周波数から離れた第２周波数成分を同時に含む可聴音を、前記パラメトリックスピーカの搬送波である超音波に重畳する音波生成手段と
   を備えることを特徴とする車両接近通知装置。