JP2019180079A - 音波出力装置、情報提供システム、及び音波出力方法 - Google Patents

Abstract

【課題】音波を用いて所定の領域を形成する情報提供システムにおいて、出力装置のコスト、及び出力装置を管理するコストを抑制しつつ、広い領域を形成することができるようにする。【解決手段】音波出力装置は、所定の周波数の音波を用いて識別情報を表す第１の音波を第１の領域に出力する第１の音波出力装置から前記第１の音波を取得可能な位置に配置される音波出力装置であって、前記第１の音波を取得して音波信号に変換する音波取得部と、前記音波取得部が変換した音波信号から前記所定の周波数より低い周波数成分を除去するフィルタ部と、前記フィルタ部が前記所定の周波数より低い周波数成分を除去した音波信号を増幅する増幅部と、前記増幅部が増幅した音波信号を音波に変換した第２の音波を、前記第１の領域とは異なる第２の領域に出力する音波出力部と、を有する。【選択図】図７

Description

本発明は、音波出力装置、情報提供システム、及び音波出力方法に関する。

所定の領域内に識別情報を含む音波、電波等の信号を出力する出力装置を配置し、信号を取得した端末装置に、端末装置が信号を取得した所定の領域に関する情報を提供する情報提供システムが知られている。

例えば、識別情報を含む音波を所定の領域内に出力する複数の音波出力装置を配置し、音波を取得した端末装置から送信される識別情報に応じて、端末装置の位置に応じた様々な情報を提供するシステムが知られている（例えば、特許文献１参照）。

音波を用いて所定の領域を形成するシステムでは、壁等で音波の広がりを比較的容易に抑制することができるため、例えば、電波を用いて所定の領域を形成するシステムよりも、詳細な位置情報を提供することができる。その反面、音波を用いて所定の領域を形成するシステムでは、広い領域を形成する場合、電波を用いて所定の領域を形成するシステムより多くの出力装置を設置することになるため、出力装置のコストや、出力装置を管理するコスト等が高くなってしまうという問題がある。

本発明の実施の形態は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、音波を用いて所定の領域を形成する情報提供システムにおいて、出力装置のコスト、及び出力装置を管理するコストを抑制しつつ、より広い領域を形成することができるようにする。

上記課題を解決するため、本発明の一実施形態に係る音波出力装置は、所定の周波数の音波を用いて識別情報を表す第１の音波を第１の領域に出力する第１の音波出力装置から前記第１の音波を取得可能な位置に配置される音波出力装置であって、前記第１の音波を取得して音波信号に変換する音波取得部と、前記音波取得部が変換した音波信号から前記所定の周波数より低い周波数成分を除去するフィルタ部と、前記フィルタ部が前記所定の周波数より低い周波数成分を除去した音波信号を増幅する増幅部と、前記増幅部が増幅した音波信号を音波に変換した第２の音波を、前記第１の領域とは異なる第２の領域に出力する音波出力部と、を有する。

本発明の一実施形態によれば、音波を用いて所定の領域を形成する情報提供システムにおいて、出力装置のコスト、及び出力装置を管理するコストを抑制しつつ、より広い領域を形成することができるようになる。

一実施形態に係る情報提供システムのシステム構成の例を示す図である。 一実施形態に係る音波、又は電波で形成される領域のイメージを示す図である。 一実施形態に係る出力装置（子機）を利用した領域のイメージを示す図である。 一実施形態に係るコンピュータのハードウェア構成の例を示す図である。 一実施形態に係る出力装置（親機）のハードウェア構成の例を示す図である。 一実施形態に係る出力装置（子機）の外観のイメージを示す図である。 第１の実施形態に係る出力装置（子機）の構成例を示す図である。 第１の実施形態に係る出力装置（子機）の処理の例を示すフローチャートである。 第２の実施形態に係る出力装置（子機）の外観のイメージを示す図である。 第３の実施形態に係る出力装置（子機）の構成例を示す図である。 第３の実施形態に係る出力装置（子機）の処理の例を示すフローチャートである。 一実施形態に係る情報提供システムの機能構成の例を示す図である。 一実施形態に係る情報提供システムの処理の例を示すシーケンス図である。

以下に、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。

＜システムの構成＞
図１は、一実施形態に係る情報提供システムのシステム構成の例を示す図である。情報提供システム１００は、例えば、管理サーバ１０１、出力装置（親機）１０２、１つ以上の出力装置（子機）１０３ａ、１０３ｂ、・・・、端末装置１０４、及びゲートウェイ１０５等を含む。なお、以下の説明の中で、１つ以上の出力装置（子機）１０３ａ、１０３ｂ、・・・のうち、任意の出力装置（子機）を示す場合、「出力装置（子機）１０３」を用いる。また、図１に示す出力装置（親機）１０２、出力装置（子機）１０３、端末装置１０４、及びゲートウェイ１０５の数は一例である。

管理サーバ１０１は、例えば、インターネットやＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワーク１０６に接続された、ＰＣ（Personal Computer）等の情報処理装置、又は複数の情報処理装置を含むシステムである。管理サーバ１０１は、ネットワーク１０６、及びゲートウェイ１０５等を介して複数の出力装置（親機）１０２と通信を行い、複数の出力装置（親機）１０２による音波の出力を制御する。

出力装置（親機）１０２は、例えば、施設の天井、壁、床等に設置され、所定の周波数を用いて識別情報を表す音波を、所定の領域に出力する。また、出力装置（親機）１０２は、無線通信、又は有線通信等でゲートウェイ１０５に接続され、ゲートウェイ１０５を介して管理サーバ１０１と通信可能である。さらに、出力装置（親機）１０２は、管理サーバ１０１からの制御に応じて、出力する音波の強度、音波に含まれる識別情報（以下、音波ＩＤと呼ぶ）、音波の出力方法等を変更する。なお、出力装置（親機）１０２は、第１の音波出力装置の一例である。

好ましくは、出力装置（親機）１０２は、端末装置１０４が備えるマイクロフォン（以下、マイクと呼ぶ）で取得可能な音声周波数帯域のうち、１６ｋＨｚ以上の周波数（以下、非可聴音領域と呼ぶ）の音波を用いて、音波ＩＤを表す音波を出力する。音波は、高い周波数ほど指向性が高く、１６ｋＨｚ以上の周波数は人間にはほとんど聞こえないため、非可聴音領域の音波は、所定の範囲に向けて、音波ＩＤを含む音波を出力するために好適である。

出力装置（子機）１０３は、出力装置（親機）１０２、又は他の出力装置（子機）１０３等の第１の音波出力装置から、音波ＩＤを表す音波を取得可能な位置に配置される第２の音波出力装置である。

例えば、第１の出力装置が出力装置（親機）１０２である場合、出力装置（子機）１０３ａは、出力装置（親機）１０２が出力する音波を取得して増幅し、増幅した音波を出力装置（親機）１０２が音波を出力する領域とは異なる領域に出力する。これにより、出力装置（子機）１０３ａは、出力装置（親機）１０２が音波で形成する所定の領域を拡張することができる。

また、第１の出力装置は、他の出力装置（子機）１０３であっても良い。例えば、第１の出力装置が出力装置（子機）１０３ａである場合、出力装置（子機）１０３ｂは、出力装置（子機）１０３ａが出力する音波を取得して増幅し、増幅した音波を出力装置（子機）１０３ａが音波を出力する領域とは異なる領域に出力する。これにより、出力装置（子機）１０３ｂは、出力装置（子機）１０３ａが拡張した所定の領域を、さらに拡張することができる。

端末装置１０４は、例えば、スマートフォン、タブレット端末、ウェアラブル端末等の情報端末である。端末装置１０４は、所定のプログラムを実行することにより、内蔵されたマイク等を用いて、出力装置（親機）１０２、又は出力装置（子機）１０３が出力する音波を取得し、取得した音波に含まれる音波ＩＤを取得することができる。

ゲートウェイ１０５は、ネットワーク１０６を介して管理サーバ１０１と接続されており、また、出力装置（親機）１０２と、無線通信、又は有線通信によるネットワークを形成している。ゲートウェイ１０５は、出力装置（親機）１０２と管理サーバ１０１との間の通信を中継すると共に、必要に応じて、出力装置（親機）１０２と管理サーバ１０１との間のプロトコル変換を行う。

上記の構成により、一例として、端末装置１０４は、音波ＩＤを取得すると、取得した音波ＩＤと端末装置１０４を識別する識別情報（以下、端末ＩＤと呼ぶ）とを含む情報の取得要求を、管理サーバ１０１に送信する。

一方、管理サーバ１０１は、音波ＩＤと、音波ＩＤに対応する位置情報（例えば、座標情報、領域名等）とを対応付けて管理しており、端末装置１０４から受信した取得要求に含まれる音波ＩＤに基づいて、端末装置１０４の位置情報を取得することができる。

管理サーバ１０１は、例えば、端末装置１０４の位置を示す位置情報の履歴を記憶部に記憶すると共に、端末装置１０４の位置に対応する提供情報（例えば、位置情報、経路情報、周辺の施設の情報等）を端末装置１０４に送信する。

これにより、端末装置１０４は、管理サーバ１０１から送信される提供情報に基づいて、例えば、端末装置１０４の位置を示す位置情報、経路を示す経路情報、又は周辺の施設の情報等を提供する表示画面を表示部に表示させることができる。

（領域について）
図２は、一実施形態に係る音波、又は電波で形成される領域のイメージを示す図である。例えば、図２に示すように、複数の出力装置（親機）１０２ａ〜１０２ｅを用いて、通路２１０上に、同じ音波ＩＤ「０００１」を取得可能な領域を形成することができる。図２の例では、出力装置（親機）１０２ａ〜１０２ｅが出力する音波で、それぞれ、音波ＩＤ「０００１」を取得可能な領域２０１ａ〜２０１ｅが形成されている。

このように、出力装置（親機）１０２を用いて、同じ音波ＩＤ「０００１」を取得可能な領域を拡張することができる。ただし、この場合、複数の出力装置（親機）１０２が必要となるため、機器のコスト、及び複数の出力装置（親機）１０２を管理する管理コストが高くなってしまうという問題がある。

一方、例えば、出力装置（親機）１０２ａから、識別情報を含む電波を送信することにより、音波で形成する領域２０１ａより広い領域２０２を、電波で形成する方法も考えられる。ただし、この場合、通路２１０以外の部屋Ａ２２０ａ、部屋Ｂ２２０ｂ等にも、電波が届いてしまうため、例えば、通路２１０上だけに領域を形成することは困難である。

そこで、本実施形態では、例えば、図３に示すように、１つの出力装置（親機）１０２と、１つ以上の出力装置（子機）１０３とを用いて、同じ音波ＩＤを取得可能な領域を形成する。

図３は、一実施形態に係る出力装置（子機）を利用した領域のイメージを示す図である。図３において、出力装置（親機）１０２は、所定の周波数の音波を用いて音波ＩＤを表す音波を、領域３０１内に出力しているものとする。また、出力装置（子機）１０３ａ、１０３ｃ、１０３ｄは、出力装置（親機）１０２が出力する音波を取得可能な位置に配置されているものとする。

出力装置（子機）１０３ａは、出力装置（親機）１０２が出力している音波を取得すると、取得した音波を増幅して、領域３０１とは異なる領域３０２ａに出力する。また、出力装置（子機）１０３ｃは、出力装置（親機）１０２が出力している音波を取得すると、取得した音波を増幅して、領域３０１とは異なる領域３０２ｃに出力する。同様に、出力装置（子機）１０３ｄは、出力装置（親機）１０２が出力している音波を取得すると、取得した音波を増幅して、領域３０１とは異なる領域３０２ｄに出力する。

好ましくは、出力装置（親機）１０２は、前述したように、端末装置１０４が備えるマイクで取得可能な音声周波数帯域のうち、１６ｋＨｚ以上の周波数（非可聴音領域）の音波を用いて音波ＩＤを表す音波を出力する。

また、各出力装置（子機）１０３は、取得した音波のうち、音波ＩＤを表す所定の周波数より低い周波数成分（例えば、１６ｋＨｚ未満の周波数成分）をフィルタで除去した後で、音波を増幅する。これにより、例えば、人の声、足音、環境音等が増幅されて、他の領域内に出力されることを防止することができる。

さらに、図３に示すように、出力装置（子機）１０３ａが出力している音波を取得可能な位置に出力装置（子機）１０３ｂを配置することにより、音波ＩＤを取得可能な領域を拡張することができる。図３の例では、出力装置（子機）１０３ｂは、出力装置（子機）１０３ａが出力している音波を取得すると、取得した音波を増幅して、領域３０２ｂに出力する。

なお、出力装置（子機）１０３は、例えば、音波を取得した方向とは異なる方向（図３の例では逆方向）に、増幅した音波を出力することが望ましい。これにより、例えば、出力装置（親機）１０２が出力する音波と、出力装置（子機）１０３が出力する音波とが重複して、音波ＩＤの抽出が困難になることを防止することができる。

また、出力装置（子機）１０３は、後述するように簡易なハードウェアで構成できるので、出力装置（親機）１０２よりも機器のコストを低く抑えることができる。さらに、出力装置（子機）１０３は、管理サーバ１０１による制御が不要なので、管理コストも低く抑えることができる。

従って、本実施形態によれば、音波を用いて所定の領域を形成する情報提供システム１００において、機器のコスト、及び管理コストを抑制しつつ、広い領域を形成することができるようになる。

＜管理サーバ、及び端末装置のハードウェア構成＞
管理サーバ１０１、及び端末装置１０４は、例えば、図４に示すような一般的なコンピュータの構成を有している。ここでは、一般的なコンピュータのハードウェア構成について説明する。

図４は、一実施形態に係るコンピュータのハードウェア構成の例を示す図である。コンピュータ４００は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４０１、ＲＡＭ（Random Access Memory）４０２、ＲＯＭ（Read Only Memory）４０３、ストレージ部４０４、通信Ｉ／Ｆ（Interface）４０５、入力部４０６、表示部４０７、及びバス４１０等を含む。また、コンピュータ４００が端末装置１０４である場合、コンピュータ４００には、音声入力部４０８、マイク４０９等が含まれる。

ＣＰＵ４０１は、ＲＯＭ４０３やストレージ部４０４等に格納されたプログラムやデータをＲＡＭ４０２上に読み出し、処理を実行することで、コンピュータ４００の各機能を実現する演算装置である。ＲＡＭ４０２は、ＣＰＵ４０１のワークエリア等として用いられる揮発性のメモリである。ＲＯＭ４０３は、電源を切ってもプログラムやデータを保持することができる不揮発性のメモリである。

ストレージ部４０４は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）や、ＳＳＤ（Solid State Drive）等のストレージデバイスであり、ＯＳ（Operating System）、アプリケーションプログラム、及び各種データ等を記憶する。通信Ｉ／Ｆ４０５は、コンピュータ４００をネットワーク１０６に接続するための通信デバイスである。コンピュータ４００は通信Ｉ／Ｆ４０５を介して、他の機器と通信を行うことができる。

入力部４０６は、マウス等のポインティングデバイスや、キーボード等、コンピュータ４００に各操作信号を入力するために用いられる入力デバイスである。表示部４０７はディスプレイ等、コンピュータ４００による処理結果等を表示する表示デバイスである。

マイク４０９は、音波を取得し、取得した音波を音波信号に変換する音響−電気変換素子である。音声入力部４０８は、マイク４０９から出力される音波信号を増幅し、必要に応じて所定の形式の音波データに変換する。

バス４１０は、上記各構成要素に接続され、アドレス信号、データ信号、及び各種制御信号等を伝送する。

＜出力装置（親機）のハードウェア構成＞
図５は、一実施形態に係る出力装置（親機）のハードウェア構成の例を示す図である。出力装置（親機）１０２は、例えば、ＣＰＵ５０１、ＲＡＭ５０２、フラッシュＲＯＭ５０３、無線通信部５０４、音波処理部５０５、音波出力Ｉ／Ｆ５０６、スピーカ５０７、及びバス５０８等を有する。

ＣＰＵ５０１は、フラッシュＲＯＭ５０３等に格納された出力装置（親機）１０２用のプログラムを実行することにより、出力装置（親機）１０２の各機能を実現する演算装置である。ＲＡＭ５０２は、ＣＰＵ５０１のワークエリア等として用いられる揮発性のメモリである。フラッシュＲＯＭ５０３は、出力装置（親機）１０２用のプログラム、各種のデータ等を記憶する書き換え可能な不揮発性のメモリである。

無線通信部５０４は、ゲートウェイ１０５と通信を行うための通信インタフェースの一例である。無線通信部５０４は、例えば、ゲートウェイ１０５と無線通信を行うための送受信回路、アンテナ、制御回路等を含む。無線通信部５０４は、例えば、無線ＬＡＮ、近距離無線通信、及び９２０ＭＨｚ帯の特定省電力無線等、各種の無線通信方式の無線部を適用することができる。

音波処理部５０５は、ＣＰＵ５０１の制御に従って、例えば、所定の識別情報を含む音波信号を生成する。音波処理部５０５は、例えば、音波処理用の集積回路等で実現されるものであっても良いし、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等で実現されるものであっても良い。或いは、音波処理部５０５は、ＣＰＵ５０１で実行されるプログラム等によって実現されるものであっても良い。

音波出力Ｉ／Ｆ５０６は、ＣＰＵ５０１による制御に従って、音波処理部５０５等が生成した音波信号を、所定の出力レベルに増幅して、スピーカ５０７に出力する。スピーカ５０７は、音波出力Ｉ／Ｆ５０６から出力される音波信号を音波に変換して出力する電気−音響変換素子である。バス５０８は、上記の各構成要素に接続され、アドレス信号、データ信号、及び各種制御信号等を伝送する。

［第１の実施形態］
続いて、第１の実施形態に係る出力装置（子機）の構成について説明する。

＜出力装置（子機）の外観＞
図６は、第１の実施形態に係る出力装置（子機）の外観のイメージを示す図である。出力装置（子機）１０３は、例えば、スピーカ６０１、マイク６０３、及びスピーカ６０１とマイク６０３とを収納する筐体６０２等を有する。

スピーカ６０１は、ホーンスピーカとなっており、音波を前面に広角に出力するように構成されている。

マイク６０３は、スピーカ６０１とは異なる方向に向けて実装されており、図６の例では、筐体６０２の側面に実装されている。

例えば、出力装置（子機）１０３が、図３に示す出力装置（子機）１０３ａである場合、スピーカ６０１を、出力装置（親機）１０２と反対方向に向けて出力装置（子機）１０３設置することにより、図３に示す領域３０２ａの方向に音波が出力される。

なお、図６に示す出力装置（子機）１０３の外観は一例である。例えば、マイク６０３は、筐体６０２のスピーカ６０１と対向する面に設けられていても良い。また、スピーカ６０１は、ホーンスピーカには限られず、他の形式のスピーカを用いても良い。

＜出力装置（子機）の構成＞
図７は、第１の実施形態に係る出力装置（子機）の構成例を示す図である。出力装置（子機）１０３は、例えば、マイク６０３、ハイパスフィルタ７０１、アンプ７０２、及びスピーカ６０１等のハードウェアで構成される。

マイク６０３は、図６のマイク６０３に対応しており、音波を取得して、音波信号に変換する音響−電気変換素子である。マイク６０３は、第１の音波を取得して音波信号に変換する音波取得部の一例である。

ハイパスフィルタ７０１は、音波ＩＤを表す所定の周波数（例えば、１８ｋＨｚ〜２０ｋＨｚ）より低い周波数成分を除去するフィルタである。ハイパスフィルタ７０１は、音波変換部が変換した音波信号から所定の周波数より低い周波数成分を除去するフィルタ部の一例である。

なお、ハイパスフィルタ７０１は、音波ＩＤを表す所定の周波数を通過させるバンドパスフィルタであっても良い。

アンプ７０２は、ハイパスフィルタ７０１から出力される音波信号を増幅する増幅回路である。アンプ７０２は、フィルタ部が所定の周波数より低い周波数成分を除去した音波信号を増幅する増幅部の一例である。なお、ハイパスフィルタ７０１の機能は、アンプ７０２に含まれていても良い。

スピーカ６０１は、図６のスピーカ６０１に対応しており、アンプ７０２から出力される音波信号を音波に変換して出力する電気−音響変換素子である。スピーカ６０１は、増幅部が増幅した音波信号を第２の音波に変換して、音波に変換した第２の音波を、第１の領域とは異なる第２の領域に出力する音波出力部の一例である。

＜処理の流れ＞
図８は、第１の実施形態に係る出力装置（子機）の処理の例を示すフローチャートである。この処理は、第１の実施形態に係る出力装置（子機）１０３が実行する音波出力方法の処理の例を示している。なお、図８に示す処理の開始時点において、出力装置（子機）１０３は、出力装置（親機）１０２、又は他の出力装置（子機）１０３から、所定の周波数で音波ＩＤを表す音波を取得可能な位置に配置されているものとする。

ステップＳ８０１において、マイク（音波取得部）６０３は、出力装置（親機）１０２、又は他の出力装置（子機）１０３から出力される、所定の周波数で音波ＩＤを表す音波（第１の音波）を取得して音波信号に変換する。

ステップＳ８０２において、ハイパスフィルタ（フィルタ部）７０１は、マイク６０３が変換した音波信号から、音波ＩＤを表す所定の周波数より低い周波数成分を除去する。

ステップＳ８０３において、アンプ（増幅部）７０２は、ハイパスフィルタ７０１が、所定の周波数より低い周波数成分を除去した音波信号を増幅する。

ステップＳ８０４において、スピーカ（音波出力部）６０１は、アンプ７０２が増幅した音波信号を音波（第２の音波）に変換して出力する。このとき、スピーカ６０１は、出力装置（親機）１０２、又は他の出力装置（子機）１０３が第１の音波を出力している第１の領域とは異なる第２の領域に、第２の音波を出力する。

上記の処理により、例えば、図３に示すように、出力装置（親機）１０２が形成する領域３０１が、拡張される。

本実施形態に係る出力装置（子機）１０３は、例えば、図７に示すように簡易な構成で実現できるので、例えば、図２に示すように複数の出力装置（親機）１０２を用いる場合と比較して、機器のコストを抑制することができる。

また、本実施形態に係る管理サーバ１０１は、例えば、図３に示すように領域を形成する場合であっても、出力装置（親機）１０２を制御するだけで良い。従って、例えば、図２に示すように複数の出力装置（親機）１０２を用いる場合と比較して、管理コストを抑制することができる。

以上より、本実施形態によれば、音波を用いて所定の領域を形成する情報提供システム１００において、機器のコスト、及び管理コストを抑制しつつ、広い領域を形成することができるようになる。

［第２の実施形態］
図９は、第２の実施形態に係る出力装置（子機）の外観のイメージを示す図である。図９に示すように、第２の実施形態に係る出力装置（子機）１０３は、図６に示す第１の実施形態に係る出力装置（子機）１０３の構成に加えて、マイク６０３を囲むように設けられた遮音板９０１を備える。

遮音板９０１は、マイク６０３に、所定の方向とは異なる方向から到来する音波を遮断する音波遮断部として機能する。図９の例では、遮音板９０１は、矢印９０２の方向からマイク６０３に到来する音波を通過させると共に、矢印９０２とは異なる方向からマイク６０３に到来する音波を遮断する。

これにより、出力装置（子機）１０３は、周辺にある複数の出力装置のうち、音波を取得したい出力装置にマイク６０３を向けることにより、音波を取得したい出力装置から出力される音波のみを取得することができるようになる。

なお、図９に示す出力装置（子機）１０３の外観は一例である。例えば、マイク６０３は、筐体６０２のスピーカ６０１と対向する面に設けられていても良い。また、スピーカ６０１は、ホーンスピーカには限られず、他の形式のスピーカを用いても良い。

（変形例１）
第２の実施形態に係る出力装置（子機）１０３は、遮音板９０１に代えて、図９の矢印９０２の方向に指向性を有するマイク６０３を備えていても良い。これにより、遮音板９０１と同様の効果を期待することができる。

（変形例２）
第２の実施形態に係る出力装置（子機）１０３は、遮音板９０１に代えて、図９の矢印９０２の方向にビームフォーミングが可能なマイク（マイクアレイ）６０３を備えていても良い。これにより、遮音板９０１と同様の効果を期待することができる。

以上、第２の実施形態によれば、周辺に複数の出力装置がる場合でも、所定の方向にある出力装置（親機）１０２、又は他の出力装置（子機）１０３から、選択的に音波を取得することができるようになる。

［第３の実施形態］
＜出力装置（子機）の構成＞
図１０は、第３の実施形態に係る出力装置（子機）の構成例を示す図である。第３の実施形態に係る出力装置（子機）１０３は、図７に示す第１の実施形態に係る出力装置（子機）１０３の構成に加えて、ＡＧＣ（Automatic Gain Control）１００１を有している。

ＡＧＣ１００１は、スピーカ６０１から出力する音波が所定の強度となるように、アンプ７０２に入力される音波信号のレベル（電力、又は電圧）を自動的に調整する回路である。これにより、第３の実施形態に係る出力装置（子機）１０３では、マイク６０３が取得した音波にレベル差があっても、アンプ７０２に入力される音波信号のレベルが一定になるように、自動的に調整される。なお、ＡＧＣ１００１は、音波出力部（スピーカ６０１）が出力する第２の音波が所定の強度となるように、増幅部（アンプ７０２）が増幅する音波信号の大きさを調整する信号レベル調整部の一例である。

上記の構成により、出力装置（子機）１０３は、マイク６０３が取得した音波の大きさによらずに、所定の領域内に音波を出力することができるようになる。

なお、ＡＧＣ１００１の機能は、アンプ７０２に含まれていても良い。

＜処理の流れ＞
図１１は、第３の実施形態に係る出力装置（子機）の処理の例を示すフローチャートである。この処理は、第３の実施形態に係る出力装置（子機）１０３が実行する音波出力方法の例を示している。なお、図１１に示す処理のうち、ステップＳ８０１、Ｓ８０２、Ｓ８０３、Ｓ８０４に示す処理は、図８に示す第１の実施形態に係る出力装置（子機）１０３の処理と同様である。

ステップＳ８０１において、マイク（音波取得部）６０３は、出力装置（親機）１０２、又は他の出力装置（子機）１０３から出力される、所定の周波数で音波ＩＤを表す音波（第１の音波）を取得して音波信号に変換する。

ステップＳ８０２において、ハイパスフィルタ（フィルタ部）７０１は、マイク６０３が変換した音波信号から、音波ＩＤを表す所定の周波数より低い周波数成分を除去する。

ステップＳ１１０１において、ＡＧＣ１００１は、アンプ７０２に入力される音波信号のレベル（電力、又は電圧）が所定のレベルとなるように、ＡＧＣ１００１の利得を調整する。

ステップＳ８０３において、アンプ（増幅部）７０２は、ＡＧＣ１００１によって、所定のレベルに調整された音波信号を増幅する。

ステップＳ８０４において、スピーカ（音波出力部）６０１は、アンプ７０２が増幅した音波信号を音波（第２の音波）に変換して出力する。このとき、スピーカ６０１は、出力装置（親機）１０２、又は他の出力装置（子機）１０３が第１の音波を出力している第１の領域とは異なる第２の領域に、第２の音波を出力する。

上記の処理により、出力装置（子機）１０３は、第１の実施形態と同様の効果に加えて、マイク６０３が取得した音波のレベルに差がある場合でも、スピーカ６０１が出力する音波が所定の強度となるように自動的に調整することができる。従って、出力装置（子機）１０３は、マイク６０３が取得した音波の大きさによらずに、所定の領域内に音波を出力することができるようになる。

［情報提供システム］
続いて、情報提供システム１００の概要について説明する。

＜情報提供システムの機能構成＞
図１２は、一実施形態に係る情報提供システムの機能構成の例を示す図である。なお、出力装置（子機）１０３は、例えば、図７、又は図１０に示すような構成を有しているものとする。

（管理サーバの機能構成）
管理サーバ１０１は、例えば、通信部１２０１、出力装置管理部１２０２、位置情報管理部１２０３、及び記憶部１２０４等を有する。

管理サーバ１０１は、例えば、ＣＰＵ４０１で所定のプログラムを実行することにより、上記の各機能構成を実現している。なお、上記の各機能構成のうち、少なくとも一部はハードウェアによって実現されるものであっても良い。

通信部１２０１は、例えば、図４のＣＰＵ４０１で実行されるプログラム、及び通信Ｉ／Ｆ４０５等によって実現され、管理サーバ１０１をネットワーク１０６に接続して、端末装置１０４等と通信を行う。また、通信部１２０１は、ネットワーク１０６、及びゲートウェイ１０５を介して、出力装置（親機）１０２と通信を行う。

出力装置管理部１２０２は、情報提供システム１００に含まれる１つ以上の出力装置（親機）１０２の情報を記憶部１２０４に記憶して管理し、各出力装置（親機）１０２が出力する音波の周波数、音波ＩＤ、音波の強度等を制御する。例えば、出力装置管理部１２０２は、出力装置（親機）１０２に、出力する音波の周波数、音波ＩＤ、音波の強度の情報を含む設定情報を送信することにより、各出力装置（親機）１０２が出力する音波を制御する。

位置情報管理部１２０３は、出力装置（親機）１０２、出力装置（子機）１０３が形成する領域の位置情報（例えば、領域名、座標情報等）と、当該領域で出力されている音波ＩＤを対応付けて管理する。

また、位置情報管理部１２０３は、端末装置１０４から、音波ＩＤと端末装置１０４の端末ＩＤとを含む情報の取得要求を受信すると、音波ＩＤに対応する位置情報を抽出し、端末装置１０４の端末ＩＤと対応付けて記憶部１２０４に記憶する。これにより、位置情報管理部１２０３は、端末装置１０４の位置を示す位置情報の履歴を管理することができる。

好ましくは、位置情報管理部１２０３は、端末装置１０４に対して、端末装置１０４の位置に対応する提供情報（例えば、位置座標、経路案内情報、周辺の施設の情報等）を送信する。

記憶部１２０４は、例えば、図４のＣＰＵ４０１で実行されるプログラム、及びストレージ部４０４、ＲＡＭ４０２等によって実現され、出力装置管理部１２０２が管理する情報、及び位置情報管理部１２０３が管理する情報等の様々な情報を記憶する。

（出力装置（親機）の機能構成）
出力装置（親機）１０２は、例えば、通信部１２１１、記憶部１２１２、出力制御部１２１３、及び音波出力部１２１４等を有する。出力装置（親機）１０２は、例えば、図５のＣＰＵ５０１で所定のプログラムを実行することにより、上記の各機能構成を実現している。なお、上記の各機能構成のうち、少なくとも一部は、ハードウェアによって実現されるものであっても良い。

通信部１２１１は、例えば、図５のＣＰＵ５０１で実行されるプログラム、及び無線通信部５０４等によって実現され、ゲートウェイ１０５を介して管理サーバ１０１と通信を行う。

記憶部１２１２は、管理サーバ１０１から通信部１２１１が受信した設定情報を記憶する。なお、設定情報には、前述したように、例えば、出力装置（親機）１０２が出力する音波の周波数、音波ＩＤ、音波の強度等を示す情報が含まれる。

出力制御部１２１３は、記憶部１２１２が記憶した設定情報に従って、例えば、図５の音波処理部５０５を用いて、所定の周波数で音波ＩＤを表す音波信号を生成する。また、出力制御部１２１３は、生成した音波信号を用いて、音波出力部１２１４に音波を出力させる。

音波出力部１２１４は、例えば、図５のＣＰＵ５０１で実行されるプログラム、及び音波出力Ｉ／Ｆ５０６、スピーカ５０７等によって実現され、出力制御部１２１３が生成した音波信号を音波に変換して、指定された強度で出力する。

（端末装置の機能構成）
端末装置１０４は、例えば、通信部１２２１、音波取得部１２２２、音波解析部１２２３、情報取得部１２２４、表示入力制御部１２２５、及び記憶部１２２６等を有する。端末装置１０４は、例えば、ＣＰＵ４０１で所定のプログラムを実行することにより、上記の各機能構成を実現している。また、上記の各機能構成のうち、少なくとも一部は、ハードウェアによって実現されるものであっても良い。

通信部１２２１は、例えば、図４のＣＰＵ４０１で実行されるプログラム、及び通信Ｉ／Ｆ４０５等によって実現され、端末装置１０４をネットワーク１０６に接続して、管理サーバ１０１等と通信を行う。

音波取得部１２２２は、例えば、図４のマイク４０９、音声入力部４０８等を用いて、端末装置１０４の周辺の音波信号を取得する。

音波解析部１２２３は、音波取得部１２２２が取得した音波信号を解析して、音波信号に含まれる音波ＩＤを抽出する。

情報取得部１２２４は、音波解析部１２２３が抽出した音波ＩＤと、端末装置１０４を識別する端末ＩＤとを含む情報の取得要求を管理サーバ１０１に送信し、管理サーバ１０１から送信される提供情報を取得する。なお、管理サーバ１０１から送信される提供情報には、前述したように、例えば、端末装置１０４の位置情報、経路情報、又は周辺の施設の情報等が含まれる。

表示入力制御部１２２５は、情報取得部１２２４が取得した提供情報に基づいて、例えば、端末装置１０４の位置、経路、又は周辺の施設の情報等を含む表示画面を、表示部４０７に表示させる。また、表示入力制御部１２２５は、入力部４０６に対する利用者の操作を受け付ける。

記憶部１２２６は、例えば、図４のＣＰＵ４０１で実行されるプログラム、及びストレージ部４０４、ＲＡＭ４０２等によって実現され、例えば、端末装置１０４が実行するアプリケーションプログラム、地図データ等の様々な情報を記憶する。

＜処理の流れ＞
続いて、一実施形態に係る情報提供システム１００における音波出力方法、及び情報提供方法の処理の流れについて説明する。

図１３は、一実施形態に係る情報提供システムの処理の例を示すシーケンス図である。図１３のステップＳ１３０１〜Ｓ１３０７は、情報提供システム１００における音波出力方法の例を示している。また、ステップＳ１３０８〜Ｓ１３１４の処理は、情報提供システム１００における情報提供方法の例を示している。

なお、管理サーバ１０１と、出力装置（親機）１０２との間の通信はゲートウェイ１０５を介して行われるが、ゲートウェイ１０５は情報の中継を行うのみなので、ここではゲートウェイ１０５に関する説明は省略する。

また、例えば、図３に示すように、出力装置（子機）１０３ａは、出力装置（親機）１０２から出力される音波を取得可能な位置に配置されているものとする。さらに、出力装置（子機）１０３ｂは、出力装置（子機）１０３ａから出力される音波を取得可能な位置に配置されているものとする。

ステップＳ１３０１において、管理サーバ１０１の出力装置管理部１２０２は、出力装置（親機）１０２に、所定の周波数を用いて音波ＩＤを表す音波の出力を指示する。例えば、出力装置管理部１２０２は、出力装置（親機）１０２に、出力する音波の周波数、音波ＩＤ、音波の強度等の情報を含む設定情報を送信する。

ステップＳ１３０２において、出力装置（親機）１０２の出力制御部１２１３は、例えば、管理サーバ１０１から受信した設定情報に従って、音波ＩＤを含む音波を生成する。

一例として、出力制御部１２１３は、所定の周波数帯域（例えば、１８ｋＨｚ〜２０ｋＨｚ）内における複数の周波数ｆ１、ｆ２、・・・、ｆｎ（ｎは２以上の整数）のオン、オフでｎビットの音波ＩＤを表す音波を生成する。

ステップＳ１３０３において、出力装置（親機）１０２の出力制御部１２１３は、管理サーバ１０１から受信した設定情報に従って、音波出力部１２１４が出力する音波の強度を設定し、音波出力部１２１４は、出力制御部１２１３が生成した音波を出力する。これにより、例えば、図３に示す領域３０１が形成される。

ステップＳ１３０４において、出力装置（子機）１０３ａは、出力装置（親機）１０２から出力される音波を増幅する。例えば、出力装置（子機）１０３ａは、マイク６０３で取得した音波を音波信号に変換し、ハイパスフィルタ７０１で所定の周波数より低い周波数成分を除去する。また、出力装置（子機）１０３ａのアンプ７０２は、ハイパスフィルタ７０１で所定の周波数より低い周波数成分が除去された音波信号を増幅する。

一例として、出力装置（子機）１０３が備えるハイパスフィルタ７０１は、１６ｋＨｚ以下の周波数成分を除去する。これにより、出力装置（子機）１０３は、出力装置（親機）１０２は、１６ｋＨｚ以上の任意の周波数で音波ＩＤを表す音波を出力することができる。

ステップＳ１３０５において、出力装置（子機）１０３ａのスピーカ６０１は、アンプ７０２で増幅された音波信号を音波に変換して出力する。これにより、例えば、図３に示す領域３０２ａが形成される。

ステップＳ１３０６において、出力装置（子機）１０３ｂは、出力装置（子機）１０３ａから出力される音波を、例えば、ステップＳ１３０４と同様にして増幅する。

ステップＳ１３０７において、出力装置（子機）１０３ｂのスピーカ６０１は、アンプ７０２で増幅された音波信号を音波に変換して出力する。これにより、例えば、図３に示す領域３０２ｂが形成される。

この状態で、例えば、端末装置１０４が領域３０２ｂに入ると、ステップＳ１３０８以降の情報提供処理が実行される。

ステップＳ１３０８において、端末装置１０４の音波取得部１２２２は、出力装置（子機）１０３ｂから出力される音波信号を取得する。

ステップＳ１３０９において、端末装置１０４の音波解析部１２２３は、音波取得部１２２２が取得した音波信号を解析して、音波信号に含まれる音波ＩＤを抽出する。

ステップＳ１３１０において、端末装置１０４の情報取得部１２２４は、音波解析部１２２３が抽出した音波ＩＤと、端末装置１０４の端末ＩＤとを含む情報の取得要求を管理サーバ１０１に送信する。

ステップＳ１３１１において、管理サーバ１０１の位置情報管理部１２０３は、端末装置１０４から情報の取得要求を受信すると、取得要求に含まれる音波ＩＤに対応する位置情報を抽出する。

ステップＳ１３１２において、管理サーバ１０１の位置情報管理部１２０３は、抽出した位置情報、すなわち、端末装置１０４の位置を示す位置情報を、端末装置１０４の端末ＩＤと対応付けて記憶部１２０４に記憶する。

ステップＳ１３１３において、管理サーバ１０１の位置情報管理部１２０３は、端末装置１０４に対して、端末装置１０４の位置に対応する提供情報（例えば、位置座標、経路案内情報、周辺の施設の情報等）を送信する。

ステップＳ１３１４において、端末装置１０４の表示入力制御部１２２５は、管理サーバ１０１から送信された提供情報に基づいて、例えば、端末装置１０４の位置、経路、又は周辺の施設の情報等を含む表示画面を、表示部４０７に表示させる。

上記の処理により、情報提供システム１００は、例えば、図３に示す通路２１０に、１つの出力装置（親機）１０２と、複数の出力装置（子機）１０３ａ、１０３ｂ、・・・とを用いて、広い領域を形成することができる。

また、情報提供システム１００は、例えば、図３に示す通路２１０で音波を取得した端末装置１０４に、通路２１０に関する提供情報を提供することができる。

１００ 情報提供システム
１０２ 出力装置（親機）（第１の音波出力装置）
１０３ 出力装置（子機）（第２の音波出力装置）
１０４ 端末装置
４０９ マイク
６０１ スピーカ（音波出力部）
６０３ マイク（音波取得部）
７０１ ハイパスフィルタ（フィルタ部）
７０２ アンプ（増幅部）
９０１ 遮音板（音波遮断部）
１００１ ＡＧＣ（信号レベル調整部）

特開２０１６−２２０１８３号公報

Claims (10)

1. 所定の周波数の音波を用いて識別情報を表す第１の音波を第１の領域に出力する第１の音波出力装置から前記第１の音波を取得可能な位置に配置される音波出力装置であって、
   前記第１の音波を取得して音波信号に変換する音波取得部と、
   前記音波取得部が変換した音波信号から前記所定の周波数より低い周波数成分を除去するフィルタ部と、
   前記フィルタ部が前記所定の周波数より低い周波数成分を除去した音波信号を増幅する増幅部と、
   前記増幅部が増幅した音波信号を音波に変換した第２の音波を、前記第１の領域とは異なる第２の領域に出力する音波出力部と、
   を有する、音波出力装置。
2. 前記音波取得部に、所定の方向とは異なる方向から到来する音波を遮断する音波遮断部を有する、請求項１に記載の音波出力装置。
3. 前記音波遮断部は、前記第１の音波出力装置とは異なる方向から到来する音波を遮断する、請求項２に記載の音波出力装置。
4. 前記音波取得部は、指向性を有するマイクを含む、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の音波出力装置。
5. 前記マイクは、前記第１の音波出力装置の方向に前記指向性を有する、請求項４に記載の音波出力装置。
6. 前記音波出力部が出力する前記第２の音波が所定の強度となるように、前記増幅部が増幅する音波信号の大きさを調整する信号レベル調整部を有する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の音波出力装置。
7. 所定の周波数の音波を用いて識別情報を表す第１の音波を第１の領域に出力する第１の音波出力装置と、前記第１の音波出力装置から前記第１の音波を取得可能な位置に配置される第２の音波出力装置とを含む情報提供システムであって、
   前記第２の音波出力装置は、
   前記第１の音波を取得して音波信号に変換する音波取得部と、
   前記音波取得部が変換した音波信号から前記所定の周波数より低い周波数成分を除去するフィルタ部と、
   前記フィルタ部が前記所定の周波数より低い周波数成分を除去した音波信号を増幅する増幅部と、
   前記増幅部が増幅した音波信号を音波に変換した第２の音波を、前記第１の領域とは異なる第２の領域に出力する音波出力部と、
   を有する、情報提供システム。
8. 前記情報提供システムは、
   前記第１の音波又は前記第２の音波を取得するマイクを備え、前記マイクが取得した音波から前記識別情報を取得する端末装置を含み、
   前記第１の音波出力装置は、前記マイクで取得可能な音声周波数帯域のうち、１６ｋＨｚ以上の周波数を用いて前記識別情報を表す前記第１の音波を出力する、請求項７に記載の情報提供システム。
9. 前記情報提供システムは、複数の前記第２の音波出力装置を含み、
   前記第１の音波出力装置が出力する音波と、複数の前記第２の音波出力装置が出力する音波とを用いて、１つの前記識別情報を取得可能な１つの領域を形成する、請求項７又は８に記載の情報提供システム。
10. 所定の周波数の音波を用いて識別情報を表す第１の音波を第１の領域に出力する第１の音波出力装置から前記第１の音波を取得可能な位置に配置される音波出力装置が、
    前記第１の音波を取得して音波信号に変換し、
    前記変換した音波信号から前記所定の周波数より低い周波数成分を除去し、
    前記所定の周波数より低い周波数成分を除去した音波信号を増幅し、
    前記増幅した音波信号を音波に変換した第２の音波を、前記第１の領域とは異なる第２の領域に出力する、音波出力方法。

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