JP4019952B2 - 音響出力装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、警告音，警報やガイド音声等、様々な音響出力を行う車載用の音響出力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、車両においては、乗員に必要な情報を伝達するために様々な音響出力が用いられている。例えば、車両に設置した各種センサにより自車両が危険又は異常な状態にあることを検出した場合に、乗員の注意を喚起し乗員に適切な行動や操作を促すために発生させる警告音，警報や、ナビゲーション装置による音声案内等である。
【０００３】
しかし、警告音や警報が発生しても、それが何を意味しているのか、また、どこに注意を向ければよいのか判らない場合があり、対処（判断や操作）が遅れてしまうという問題があった。例えば、車両の四隅に設けた超音波ソナーで障害物の接近を検出していることが判っている場合でも、車両のどの部分が障害物と接近しているのか、瞬時には判断することができず、判断や操作が遅れてしまうのである。
【０００４】
これに対して、車室内に設置されたスピーカを使用して仮想音源を生成し、自車両と他車両との車間距離の時間変化や空間的位置変化に応じて仮想音源の位置や音色を変化させることにより、他車両の位置を運転者に感覚的に感知させる装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
そして、この装置では、仮想音源の生成を、乗用車に一般的に装備されている前後左右４チャンネルのスピーカを利用した多チャンネルサラウンド方式や、カーナビゲーション装置に組み込まれている近接配置された一対のスピーカを利用したステレオダイポール方式により行っている。
【０００６】
このうち、特にステレオダイポール方式は、音像の定位感を明確に得られる受聴エリアが他の方式と比較して格段に広く、しかも、使用する一対のスピーカが近接配置されスピーカの設置スペースを小さくできるため、車両等の限られた空間に設置する音響設備として注目されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−１３３５９６号公報（段落［００１２］、図２）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ステレオダイポール方式では、明確な定位感を得るためには、図１３に示すように、一対のスピーカＳＰが受聴者の正面に位置し、しかも両スピーカＳＰを見た角度θが１０°程度となるように設置する必要がある。そして、現状では、実用に耐えうる周波数特性を有した小型のスピーカとしては、直径１０ｃｍ程度のものが知られており、これを最大限に接近させて配置（Ｗ＝１０ｃｍ）した場合を考えると、受聴者からスピーカまでの距離Ｌは６０ｃｍ程度に設定する必要がある。なお、将来的には、スピーカの小型化に伴って、受聴者までの距離をより接近させてスピーカを設置しなければならないことが予想される。
【０００９】
しかし、カーナビゲーション装置に組み込まれたスピーカは、通常、運転席と助手席との間に配置され、運転席または助手席の正面には位置していないため、せっかくステレオダイポール方式を適用しても、明確な定位感が得られないという問題があった。また、将来的にスピーカがより小型化された時には、受聴者までの距離が遠すぎて、明確な定位感が得られなくなってしまう可能性もあった。
【００１０】
また、ステレオダイポール方式では、受聴者の正面を０°として、約±７０〜９０°という範囲で、明確な定位感が得られる（図１３参照）ことが知られているが、逆に言えば、受聴者の後方（以下では「不感領域」という。）では、明確な定位感を得ることができない。つまり、カーナビゲーション装置のようにスピーカが運転者の正面側にある場合には、運転中に直接視認することのできない方向、つまり、特許文献１に示されたような警報システムにおいて、最も必要とされる領域が不感領域となってしまうという問題もあった。
【００１１】
そこで、本発明は、上記問題点を解決するために、ステレオダイポール方式を用いて車両内で仮想音源を発生させる音響出力装置において、小型のスピーカを用いても明確な定位感が得られるようにすることを第１の目的とし、特に運転中には直接視認することのできない後方領域にて明確な定位感が確実に得られるようにすることを第２の目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためになされた本発明の音響出力装置は、車両に設けられたシートの少なくとも一つを指定シートとして、指定シートに着席した乗員の両耳から略等距離となり、出力面が前記車両の前方を向き、且つ、前記車両の車幅方向に並ぶように近接配置された一対のスピーカからなり、前記指定シートに設置される第一の出力音発生手段と、前記指定シートに着席した乗員の両耳から略等距離となり、出力面が前記車両の後方を向き、且つ、前記車両の車幅方向に並ぶように近接配置された一対のスピーカからなり、フロントガラス上部の天井又はサンバイザ又はインパネの下部のいずれかに設置される第二の出力音発生手段とを備えている。
そして、音響信号生成手段が、入力された音響出力の要求に基づいて、指定シートに着席した乗員の注意を向けさせるべき方向を特定し、その方向に仮想音源が位置するような音像定位を有する出力音を発生させるための音響信号を生成する。すると、第一及び第二出力音発生手段が、その音響信号に基づいて出力音を発生させる。
【００１３】
つまり、本発明の音響出力装置では、ステレオダイポール方式により仮想音源を発生させ、その仮想音源が位置する方向、即ち注力方向から出力音が聞こえてくるため、指定シートに着席する指定乗員の注意を、その注力方向に直ちに向けさせることができる。
【００１４】
そして、本発明の音響出力装置では、第一の出力音発生手段を指定乗員が着席する指定シートに設置するため、頭部（両耳）までの距離を、数ｃｍ〜数十ｃｍの間で任意に設定可能であり、スピーカの大きさ、ひいてはスピーカの配置間隔に応じた最適な設置間隔を確保できる。つまり、どのような小型のスピーカを用いたとしても、第一の出力音発生手段を、明確な定位感が得られるような位置に確実に設置することができる。また、第一の出力音発生手段は、乗員の後方や下方に位置することになるため、運転視界を妨げることもない。
【００１５】
更に、本発明の音響出力装置では、指定シートに着席した乗員（以下、指定乗員ともいう）の両耳から略等距離となる位置、即ち、指定シートの対称軸上に第一及び第二の出力音発生手段を設置しているため、明確な定位感を得ることができる。
【００１６】
また、本発明の音響出力装置では、第一の出力音発生手段を構成する一対のスピーカの出力面（以下では「スピーカ面」ともいう。）が車両の前方を向き、第二の出力音発生手 段を構成する一対のスピーカの出力面が車両の後方を向いている。
なお、第一の出力音発生手段のスピーカ面は上下方向に角度がついていたり、また、シートクッションの前側に配置される等して指定乗員の頭部より前方に位置していたりしてもよい。
【００１７】
このようなスピーカの配置を有する第一の出力音発生手段を用いれば、スピーカの出力面の向きと指定乗員（運転者）の正面方向との関係が、図１３に示した場合とは反対になるため、指定乗員（運転者）の後方、運転中に直接視認することのできない領域にて明確な定位感が得られる出力音を発生させることができる。
【００１８】
なお、定位感が得られる方位は、スピーカが指定乗員の正面側に設置されているか、背面側に設置されているかにかかわらず、スピーカの出力面の向きによって決まるため、スピーカの背面側が指定乗員に向くような状態で、指定乗員の正面側に第一の出力音発生手段を設置した場合でも、上述したような効果を得ることができる。但し、この場合、指定乗員と第一の出力音発生手段との位置関係は、スピーカの出力面が指定乗員に向くように設置した場合と同様に、両スピーカが１０°程度の範囲内にあるように設定する必要がある。
【００１９】
そして、このような第一の出力音発生手段だけでは、明確な定位感を得ることのできない不感領域が指定乗員の前方に生じることになるが、本発明の音響出力装置では、第二の出力音発生手段が、この不感領域をカバーするため、全方位に渡って明確な定位感を得ることができる。
なお、第二の出力音発生手段は、例えば、フロントガラス上部の天井又はサンバイザや、ステアリングを回動自在に支持するステアリング支持部又はインパネの下部、或いはステアリングそのもの等に設置することが考えられる。
【００２０】
そして、特に運転席を指定シートとし、第二の出力音発生手段をステアリングに設置した場合には、ステアリングを回転させると、第二の出力音発生手段を構成する一対のスピーカと指定乗員との位置関係が変化するため、音響信号生成手段には、ステアリングの回転量に応じて音響信号を補正する補正手段を設ける必要がある。
【００２１】
そして、具体的に第一の出力音発生手段の設置位置は、例えば、指定シートの内部、即ちヘッドレストやシートバックやシートクッションの内部が考えられる。但し、この場合、出力音発生手段からの出力音が、指定シートの内部にこもってしまうことのないように、指定シートには、第一の出力音発生手段の近傍に複数の開口部を設けることが望ましい。この開口部は、第一の出力音発生手段を構成するスピーカの出力面の側に限らず、出力面とは反対側に形成してもよい。
【００２２】
また、第一の出力音発生手段の設置位置は、指定シートの内部だけでなく、指定シートの表面でもよい。具体的には、指定シートの肩口や、指定シートを構成するヘッドレストの上部や内部、指定シートを構成するシートバックの背部や、指定シートを構成するシートクッションの下部等、指定シートに着席する乗員に直接接触せず、しかも、着席時の快適性を失うことのないような場所であればよい。
【００２３】
但し、第一の出力音発生手段は、これを構成する一対のスピーカの位置関係が、指定シートに着座した乗員の挙動によって変化することのないように取り付ける必要がある。また、特に、指定シートの肩口やヘッドレストの上部や内部等、指定乗員の頭部に極めて接近した位置に出力音発生手段を設置する場合、明確な定位感を得られる距離が小さくなるように、出力音発生手段は、配置間隔を十分に小さくできるスピーカ、即ち、出力面の径が十分に小さいスピーカを使用する必要がある。
【００２４】
また、ヘッドレストの上部や内部に第一の出力音発生手段を設置した場合には、第一の出力音発生手段の電源線及び接地線として、ヘッドレストを支える金属製の２本の支柱を用いてもよい。この場合、その支柱に触れて感電することのないよう、ヘッドレストの支柱は、表面に絶縁層が形成されていることが望ましい。
【００２５】
ここで、第一及び第二の出力音発生手段を構成する一対のスピーカとしては、フラットパネルスピーカ又はマイクロスピーカを用いることが望ましい。この場合、第一及び第二の出力音発生手段を、小型かつ薄型に構成することができるため、限られた車室内でも第一及び第二の出力音発生手段の設置スペースを容易に確保できる。
【００２６】
また、第一及び第二の出力音発生手段は、他の部分と一体に構成してもよいが、他の部分とは別体に構成してもよい。そして、このように別体に構成した第一及び第二の出力音発生手段に対する音響信号生成手段からの音響信号の供給は、両者間を接続する信号線を介して行ってもよいが、無線通信により行ってもよい。
【００２７】
この場合、第一及び第二の出力音声発生手段と音響信号供給手段とを離れた場所に設置しても、両者間を直接接続する配線を行う必要がないため、当該装置の設置が容易になるだけでなく、設置位置の自由度が高くなる。
【００２８】
ところで、音響信号生成手段は、例えば、出力音と注力方向との組み合わせの全てについて、それぞれに対応する音響信号を予め記憶させたデータベースを用意しておき、特定された出力音と注力方向とに基づいて、対応する音響信号をデータベースから読み出すように構成してもよい。
【００２９】
また、音響信号生成手段は、出力音に対応した原音信号を記憶するデータベースを用意しておき、特定された出力音に基づいてデータベースから読み出された原音信号に対して、特定された注力方向に仮想音源が位置するよう音像を定位させるための加工を施すことで音響信号を生成するように構成してもよい。この場合、データベースに記憶すべき信号の種類を、大幅に削減することができる。
【００３０】
更に、音響信号生成手段では、出力音が、指定乗員の注意を喚起したり、指定乗員に適切な行動や操作を促すための警告音又は警報である場合には、警告音や警報を発生させる原因となったものが位置する方向を注力方向とし、また、出力音が、ガイド音声である場合には、ガイド音声の内容が示す方向、或いはガイド音声の内容が示す対象物の位置する方向を注力方向とすればよい。
【００３１】
そして、音響出力の要求としては、例えば、自車両或いは車両周辺の状況を検出し、危険や異常の有無を判断する車載装置からのものを用いることができる。
より具体的には、車両の四隅や後部に障害物が接近したことを通知するもの、運転席から死角となる位置に物体を検出したことを通知するもの、走行の危険となる障害物の存在を通知するもの、ドアの半ドア状態を通知するものなどを用いることができる。
【００３２】
また、音響出力の要求としては、例えば、ナビゲーション装置が生成する案内情報に基づくものや、路車間通信又は車車間通信により入力した情報に基づくもの等を用いてもよい。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の参考例および実施形態を図面と共に説明する。
［参考例］
図１は、参考例の音響出力装置を用いた車載システムの構成を表すブロック図である。
【００３４】
図１に示すように、本参考例の音響出力装置１は、車両の各部（車載装置）から警告音，警報や音声ガイド等の音響出力の要求を受け、その要求に応じた出力音を発生させるための音響信号である左チャンネル信号ＳＬ及び右チャンネル信号ＳＲを生成する音響信号生成手段としての信号生成処理部１０と、近接配置された一対のスピーカ２１，２２からなり、信号生成処理部１０が生成する音響信号ＳＬ，ＳＲに従って、ステレオダイポール方式により音源を再生（出力音を発生）する出力音発生手段としての出力部２０とからなる。
【００３５】
このうち、出力部２０を構成するスピーカ２１，２２は、平面上に配置された面状磁石と、その面に対して平行に近接配置した振動板とからなり、振動板上の導電回路に音響信号ＳＬ，ＳＲが流れると、振動板が振動することにより出力音を発生させるフラットパネルスピーカからなる。
【００３６】
また、出力部２０は、図３に示すように、各シートのシートバックＳＢの内部に設置される。具体的には、図３（ａ）に示すように、シートバックＳＢの背面に設けられたシートバックボードＢＤに、そのシート内部側からスピーカフレームＳＦを固定し、このスピーカフレームＳＦに各スピーカ２１，２２を、出力面を車両の前方に向けた状態で固定（ネジ止め）する。但し、スピーカフレームＳＦは、シートバックボードＢＤの代わりに、シートバックフレーム（図示せず）に固定してもよい。
【００３７】
また、図３（ｂ）に示すように、シートバックボードＢＤには、スピーカ２１，２２の固定部付近に、音のこもりを防止するためのスリット状の開口部Ｈが形成されている。この開口部Ｈの形状は、スリット状に限るものではなく、図３（ｃ）に示すように、例えばメッシュ状等であってもよい。
【００３８】
なお、シートにシートバックボードＢＤが存在しない場合には、スピーカ２１，２２とシートバックＳＢの背面側のシート表皮に、シート内部側からプラスチック板を貼り付けて補強し、この補強した部分のシート表皮に、上述の開口部Ｈを設けるようにすればよい。
【００３９】
図１に戻り、一方、信号生成処理部１０は、上述の音響出力の要求に基づいて、出力音の種類と、仮想音源の位置、即ち乗員に注意を向けさせるべき注力方向とを特定する要求判定部１１と、要求判定部１１にて特定された注力方向に仮想音源が位置するような音像定位を有する出力音を発生させるための音響信号ＳＬ，ＳＲを供給する音響信号供給部１２とからなる。
【００４０】
なお、本参考例において、要求判定部１１は、車両の四隅や前方及び後方に設置された超音波ソナーにより、障害物を検出する超音波ソナー制御部３１、目的地までの経路設定や設定された経路に従った音声ガイド等のナビゲーションを行うナビ制御部３２、各ドアに設置されたドアセンサにより、半ドア状態を検出する半ドア制御部３３、レーダやカメラ等により運転席から死角となる位置の障害物を検知する死角情報検知制御部３４、同じくレーダやカメラ等により走行の危険となる障害物，他車両（二輪車を含む），歩行者等の存在を検知する車両周辺情報検知制御部３５、路車間通信や車車間通信を行うことにより、道路の状態や他車両の状態を入手する外部情報入手制御部３６等から、音響出力の要求を入力するように構成されている。
【００４１】
そして、要求判定部１１は、例えば、超音波ソナー制御部３１，死角情報検知制御部３４，車両周辺情報検知制御部３５からの音響出力の要求に対しては、出力音の種類として警告音や警報を、注力方向として検出された障害物や接近する他車両の位置等を特定する。また、半ドア制御部３３からの音響出力の要求に対しては、出力音の種類として警告音や警報を、注力方向として半ドア状態が検出されたドアの位置を特定する。更に、ナビ制御部３２や外部情報入手制御部３６からの音響出力の要求に対しては、出力音の種類としてガイド音声を、注力方向として、そのガイド音声の内容が示す方向（例えば、経路案内の際に交差点で曲がる方向等）や、ガイド音声の内容が示す対象物が位置する方向（例えば、経路案内の際に目印となる建物が位置する方向）を特定する。
【００４２】
また、音響信号供給部１２は、図２（ａ）に示すように、出力音の種類と注力方向とによる分類のそれぞれについての音響信号ＳＬ，ＳＲが予め記憶された音響信号データベースＤＢＯを備え、この音響信号データベースＤＢＯから、要求判定部１１にて特定された出力音の種類及び注力方向に対応する音響信号ＳＬ，ＳＲを読み出すことで、音響信号ＳＬ，ＳＲの供給を行うように構成されている。
【００４３】
なお、音響信号供給部１２は、図２（ｂ）に示すように、出力音の種類のそれぞれについての原音信号が予め記憶された原音信号データベースＤＢＧと、要求判定部１１にて特定された出力音の種類に応じて、原音信号データベースＤＢＧから供給される原音信号に対して、要求判定部１１にて特定された注力方向に仮想音源が位置するよう音像を定位させるための加工をすることにより音響信号ＳＬ，ＳＲを生成する加工処理部ＭＫとにより構成してもよい。この場合、原音信号データベースＤＢＧは、音響信号データベースＤＢＯと比較して、大幅に信号の記憶量を低減することができる。
【００４４】
この場合、加工処理部ＭＫは、例えば、原音信号をＦＦＴ変換して周波数軸上で処理し、原音信号から生成した左右の両チャンネル信号に周波数に依存したレベル差と位相差とを与えた後、逆ＦＦＴ変換して音響信号ＳＬ，ＳＲを生成すればよい。つまり、両耳における出力音のレベル差及び位相差（時間差）を制御することによって注力方向に音源（仮想音源）を感じさせているのである。
【００４５】
また加工処理部ＭＫでは、要求判定部１１にて特定された注力方向より選択される係数と、原音信号データベースＤＢＧから供給される原音信号との畳込み演算を行うことにより音響信号ＳＬ，ＳＲを生成してもよい。
これらのような加工処理部ＭＫを使用する場合、原音信号データベースＤＢＧには、原音信号の代わりに、原音信号を予めＦＦＴ変換したデータを記憶させるようにしてもよい。
【００４６】
以上のように構成された本参考例の音響出力装置１では、要求判定部１１が、車両の各部３１〜３６より入力される音響出力の要求に応じて、出力音の種類及び注力方向を特定し、音響信号供給部１２が、その特定された出力音の種類及び注力方向に応じた音響信号ＳＬ，ＳＲの供給を行い、出力部２０は、この音響信号ＳＬ，ＳＲに従って発生させた出力音を、図４（ｂ）に示すように、指定されたシートに着席する乗員（以下「指定乗員」という）に向けて放射する。
【００４７】
従って、本参考例の音響出力装置１によれば、指定乗員は、注力方向に音源（仮想音源）が位置するような感覚（音像定位）が得られ、警告音，警報やガイド音声等の音響出力があった時に、その音響出力に対して注意すべき方向を、瞬時に判断でき、その音響出力が意味する内容に速やかに対処できる。
【００４８】
また、本参考例の音響出力装置１では、出力部２０をシート内に設置しているため、出力部２０を構成するスピーカの大きさに応じて、明確な定位感を得られる距離Ｌが確保されるように、その取付位置を任意に設定することができる。
しかも、本参考例の音響出力装置１では、出力部２０が指定乗員の背後に位置し、スピーカの出力面が指定乗員の方向、即ち車両の前進方向に向くように配置されているため、特に指定乗員が運転者である場合、運転中に直接視認することのできない後方領域の全体にわたって、明確な定位感を確実に得ることができる。
【００４９】
また、本参考例では出力部２０を構成するスピーカ２１，２２として、フラットパネルスピーカを用いており、出力部２０を非常に薄型に構成できるため、これをシートバックＳＢの内部に設けても、シートバックＳＢとして必要な柔軟性を十分に確保することができ、シートに着席する乗員に異物感を与えることがない。
【００５０】
【００５１】
また、出力部２０の設置位置は、図４（ａ）に示された位置に限らず、より車両の上方側、或いはより車両の下方側に設置してもよい。
［第１実施形態］
次に、第１実施形態について説明する。
【００５２】
図５は、本実施形態の音響出力装置１ａを用いた車載システムの構成を表すブロック図である。
なお、本実施形態の音響出力装置１ａは、参考例の音響出力装置１に、構成を一部追加しただけであるため、同じ構成については同一符号を付して説明を省略し、構成の追加部分を中心に説明する。
【００５３】
本実施形態の音響出力装置１ａでは、シートに設置された出力部２０以外に、出力部２０と全く同様に一対のスピーカ５１，５２からなり、ステアリングＳＴに設置された出力部５０を備えている。
この出力部５０は、具体的には、図６（ａ）に示すように、ステアリングＳＴの回転軸の上部、又は図６（ｂ）に示すように、その回転軸の下部等に設置され、スピーカ５１，５２の出力面が運転席を向くように設置されている。
【００５４】
図５に戻り、本実施形態の音響出力装置１ａにおいて、信号生成処理部１０ａは、ステアリングの回転角を検出するステアリング回転角センサ４１からの検出結果に基づき、音響信号ＳＬ，ＳＲの補正量を求める補正制御部１３と、補正制御部１３からの指示に従って音響信号供給部１２から供給される音響信号ＳＬ，ＳＲの補正を行う補正処理部１４とを備え、補正処理部１４にて補正された音響信号ＳＬ，ＳＲが出力部５０に供給されるように構成されている。それ以外の構成は、参考例の信号生成処理部１０と全く同様である。なお、これら補正制御部１３及び補正処理部１４が本発明における補正手段に相当する。
【００５５】
つまり、ステアリングに設置された出力部５０は、ステアリングの回転に応じて、スピーカ５１，５２の位置が変化するため、補正処理部１４に、この位置の変化による影響を相殺するような補正を行わせているのである。
このように構成された本実施形態の音響出力装置１ａによれば、出力部２０からの出力音は運転者の前方に不感領域を有し、出力部５０からの出力音は運転者の後方に不感領域を有するのであるが、これら両方を使用することにより、運転者の全方位にて明確な定位感を得ることができる。
【００５６】
なお、補正制御部１３及び補正処理部１４を設ける代わりに、出力音の種類及び注力方向に加えてステアリングの回転角をパラメータとして分類された音響信号データベースＤＢＯｘを用いると共に、ステアリング回転角センサ４１での検出結果を要求判定部１１に入力するように構成し、出力部５０に供給する音響信号ＳＬ，ＳＲについては、出力音の種類，注力方向だけでなく、ステアリングの回転角も参照して、対応する音響信号ＳＬ，ＳＲを音響信号データベースＤＢＯｘから読み出すようにしてもよい。
【００５７】
また、本実施形態では、出力部５０をステアリングに設置したが、ステアリングと共に回動しない位置、例えばステアリングを回動自在に支持する支持部や、図７（ａ）に示すようにインパネの下部や、図７（ｂ）に示すようにフロントガラス上部の天井又はサンバイザ等に設置してもよい。
【００５８】
これらの場合、ステアリングの回転に応じた補正を行う必要がないため、補正制御部１３及び補正処理部１４を省略することができる。
［第２実施形態］
次に第２実施形態について説明する。
【００５９】
本実施形態の音響出力装置１ｂは、第１実施形態の音響出力装置１ａに、構成を一部追加しただけであるため、この構成の追加部分を中心に説明する。
即ち、本実施形態の音響出力装置１ｂでは、図８に示すように、信号生成処理部１０ｂに、音響信号供給部１２から供給され、或いは補正処理部１４にて補正された音響信号ＳＬ，ＳＲを、無線信号に変換して送信する送信部１５が追加され、また、出力部２０ｂ（図示しないが出力部５０ｂも同様）には、送信部１５からの無線信号を受信し、元の音響信号ＳＬ，ＳＲに復元して各スピーカ２１，２２に供給する受信部２３が追加されている。
【００６０】
このように構成された本実施形態の音響出力装置１ｂでは、信号生成処理部１０ｂと出力部２０ｂとを離れた位置に設置した場合に、その間を直接接続する信号線を設ける必要がないため、設置が容易であり、配置の際の自由度を高くすることができる。
【００６１】
以上本発明のいくつかの実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。
例えば、上記実施形態では、出力部２０又は２０ｂを、フラットパネルスピーカを用いて構成したが、携帯電話等に使用されるマイクロスピーカを用いてもよい。また、設置スペースを十分に確保できるのであれば、その他のスピーカ（例えばコーンスピーカ等）を用いてもよい。
【００６２】
また、信号生成処理部１０（１０ａ，１０ｂ）と、出力部２０（２０ｂ），５０（５０ｂ）とは、同じ電源から電源供給を受けてもよいし、それぞれ別個の電源から電源供給を受けるように構成してもよく、近くに設置されている装置の電源を利用して、電源供給を受けるように構成すればよい。
【００６３】
上記実施形態では、出力部２０をシートバックＳＢの内部に設けたが、シートバックとして必要な柔軟性を十分に確保することができ、シートに着席する乗員に異物感を与えることがない部分であれば、シート（即ち、シートバックＳＢ，シートクッションＳＣ，ヘッドレストＨＲ）の内部，表面のどこに設けてもよい。
【００６４】
例えば、図９に示すように、出力部２０を、シートクッションＳＣの内部や、図１０（ａ）に示すように、シートクッションＳＣの下部に設けてもよい。
これらの場合、スピーカ２１，２２の出力面は、図１０（ｂ）に示すように、車両の前方に向けてもよいし、図１０（ｃ）に示すように、車両の後方に向けてもよい。また、出力部２０の設置位置は、図９や図１０（ａ）に示された位置に限らず、より車両の前方側、或いはより車両の後方側に設置してもよい。
【００６５】
更に、出力部２０を、例えば、図１１（ａ）に示すように、シートバックＳＢの上部に設けられたヘッドレストＨＲの内部や、図１２（ａ）に示すように、シートバックＳＢの肩口、或いは図１２（ｂ）に示すように、ヘッドレストＨＲの上部等に設けてもよい。
【００６６】
こららの場合、スピーカ２１，２２の出力面は、図１１（ｂ）に示すように、そのシートに着席する乗員を指定乗員とし、その指定乗員に向けて出力音を放射するように設定してもよい。
【００６７】
このように、ヘッドレストＨＲやシートバックＳＢの肩口に出力部２０を設置した場合、出力部２０から放射される出力音は、他のものに反射したり吸収されたりすることなく、指定乗員の耳に直接到達し、しかも、出力部２０は、両耳からほぼ等距離に位置するため、ステレオダイポール方式による音源の再生を良好に行うことができる。
【００６８】
なお、出力部２０は、指定乗員の両耳から略等距離にあり、しかも、乗員（特にドライバー）の視界を妨げたり、急停車や衝突した場合に、乗員を傷付けるおそれのない位置であれば、どこに設けてもよい。また、出力部２０から放射される出力音は、指定乗員の耳に直接到達することが望ましいが、他の媒体を介した間接音が指定乗員の耳に到達するようにされていてもよい。
【００６９】
更に、出力部２０をヘッドレストＨＲに設置した場合は、ヘッドレストＨＲを支持する金属製の２本の支柱Ｐ１，Ｐ２（図１１（ａ）参照）を、それぞれ電源線及び接地線として用いてもよく、その場合、支柱Ｐ１，Ｐ２の表面には絶縁層が形成されていることが望ましい。また、シートが傾斜角度や前後方向の位置を、予め記憶された設定にワンタッチで変更することが可能な電動シートからなる場合や、シート内に電動マッサージ器が埋め込まれている場合には、これらの電源を、出力部２０の電源として共用すればよい。
【００７０】
なお、出力部５０を天井に設置した場合には、室内灯やマップランプ、又はサンルーフ用の電源を、出力部５０用の電源として共用すればよい。
また、信号生成処理部１０は、出力部２０，５０のいずれかと一体に設けてもよいし、出力部２０，５０のいずれからも離れた位置に設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 参考例の音響出力装置の構成を表すブロック図である。
【図２】 音響信号供給部の構成を表すブロック図である。
【図３】 出力部の設置状態を示す説明図である。
【図４】 出力部の設置位置や出力面の方向を示す説明図である。
【図５】 第１実施形態の音響出力装置の構成を表すブロック図である。
【図６】 出力部の設置位置や出力面の方向を示す説明図である。
【図７】 出力部の他の設置位置や出力面の方向を示す説明図である。
【図８】 第２実施形態の音響出力装置の構成を表すブロック図である。
【図９】 出力部の他の設置位置や出力面の方向を示す説明図である。
【図１０】 出力部の他の設置位置や出力面の方向を示す説明図である。
【図１１】 出力部の他の設置位置や出力面の方向を示す説明図である。
【図１２】 出力部の他の設置位置を示す説明図である。
【図１３】 ステレオダイポール方式による再生を行うスピーカの設置条件や出力音の特性を示す説明図である。
【符号の説明】
１，１ａ，１ｂ…音響出力装置、１０，１０ａ，１０ｂ…信号生成処理部、１１…要求判定部、１２…音響信号供給部、１３…補正制御部、１４…補正処理部、１５…送信部、２０，２０ｂ，５０…出力部、２１，２２，５１，５２…スピーカ、２３…受信部、３１…超音波ソナー制御部、３２…ナビ制御部、３３…半ドア制御部、３４…死角情報検知制御部、３５…車両周辺情報検知制御部、３６…外部情報入手制御部、４１…ステアリング回転角センサ、ＤＢＧ…原音信号データベース、ＤＢＯ…音響信号データベース、ＨＲ…ヘッドレスト、ＭＫ…加工処理部、Ｐ１，Ｐ２…支柱、ＳＴ…ステアリング、ＢＤ…シートバックボード、Ｈ…開口部、ＳＢ…シートバック、ＳＣ…シートクッション、ＳＦ…スピーカフレーム。
【発明の属する技術分野】
本発明は、警告音，警報やガイド音声等、様々な音響出力を行う車載用の音響出力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、車両においては、乗員に必要な情報を伝達するために様々な音響出力が用いられている。例えば、車両に設置した各種センサにより自車両が危険又は異常な状態にあることを検出した場合に、乗員の注意を喚起し乗員に適切な行動や操作を促すために発生させる警告音，警報や、ナビゲーション装置による音声案内等である。
【０００３】
しかし、警告音や警報が発生しても、それが何を意味しているのか、また、どこに注意を向ければよいのか判らない場合があり、対処（判断や操作）が遅れてしまうという問題があった。例えば、車両の四隅に設けた超音波ソナーで障害物の接近を検出していることが判っている場合でも、車両のどの部分が障害物と接近しているのか、瞬時には判断することができず、判断や操作が遅れてしまうのである。
【０００４】
これに対して、車室内に設置されたスピーカを使用して仮想音源を生成し、自車両と他車両との車間距離の時間変化や空間的位置変化に応じて仮想音源の位置や音色を変化させることにより、他車両の位置を運転者に感覚的に感知させる装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
そして、この装置では、仮想音源の生成を、乗用車に一般的に装備されている前後左右４チャンネルのスピーカを利用した多チャンネルサラウンド方式や、カーナビゲーション装置に組み込まれている近接配置された一対のスピーカを利用したステレオダイポール方式により行っている。
【０００６】
このうち、特にステレオダイポール方式は、音像の定位感を明確に得られる受聴エリアが他の方式と比較して格段に広く、しかも、使用する一対のスピーカが近接配置されスピーカの設置スペースを小さくできるため、車両等の限られた空間に設置する音響設備として注目されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−１３３５９６号公報（段落［００１２］、図２）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ステレオダイポール方式では、明確な定位感を得るためには、図１３に示すように、一対のスピーカＳＰが受聴者の正面に位置し、しかも両スピーカＳＰを見た角度θが１０°程度となるように設置する必要がある。そして、現状では、実用に耐えうる周波数特性を有した小型のスピーカとしては、直径１０ｃｍ程度のものが知られており、これを最大限に接近させて配置（Ｗ＝１０ｃｍ）した場合を考えると、受聴者からスピーカまでの距離Ｌは６０ｃｍ程度に設定する必要がある。なお、将来的には、スピーカの小型化に伴って、受聴者までの距離をより接近させてスピーカを設置しなければならないことが予想される。
【０００９】
しかし、カーナビゲーション装置に組み込まれたスピーカは、通常、運転席と助手席との間に配置され、運転席または助手席の正面には位置していないため、せっかくステレオダイポール方式を適用しても、明確な定位感が得られないという問題があった。また、将来的にスピーカがより小型化された時には、受聴者までの距離が遠すぎて、明確な定位感が得られなくなってしまう可能性もあった。
【００１０】
また、ステレオダイポール方式では、受聴者の正面を０°として、約±７０〜９０°という範囲で、明確な定位感が得られる（図１３参照）ことが知られているが、逆に言えば、受聴者の後方（以下では「不感領域」という。）では、明確な定位感を得ることができない。つまり、カーナビゲーション装置のようにスピーカが運転者の正面側にある場合には、運転中に直接視認することのできない方向、つまり、特許文献１に示されたような警報システムにおいて、最も必要とされる領域が不感領域となってしまうという問題もあった。
【００１１】
そこで、本発明は、上記問題点を解決するために、ステレオダイポール方式を用いて車両内で仮想音源を発生させる音響出力装置において、小型のスピーカを用いても明確な定位感が得られるようにすることを第１の目的とし、特に運転中には直接視認することのできない後方領域にて明確な定位感が確実に得られるようにすることを第２の目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためになされた本発明の音響出力装置は、車両に設けられたシートの少なくとも一つを指定シートとして、指定シートに着席した乗員の両耳から略等距離となり、出力面が前記車両の前方を向き、且つ、前記車両の車幅方向に並ぶように近接配置された一対のスピーカからなり、前記指定シートに設置される第一の出力音発生手段と、前記指定シートに着席した乗員の両耳から略等距離となり、出力面が前記車両の後方を向き、且つ、前記車両の車幅方向に並ぶように近接配置された一対のスピーカからなり、フロントガラス上部の天井又はサンバイザ又はインパネの下部のいずれかに設置される第二の出力音発生手段とを備えている。
そして、音響信号生成手段が、入力された音響出力の要求に基づいて、指定シートに着席した乗員の注意を向けさせるべき方向を特定し、その方向に仮想音源が位置するような音像定位を有する出力音を発生させるための音響信号を生成する。すると、第一及び第二出力音発生手段が、その音響信号に基づいて出力音を発生させる。
【００１３】
つまり、本発明の音響出力装置では、ステレオダイポール方式により仮想音源を発生させ、その仮想音源が位置する方向、即ち注力方向から出力音が聞こえてくるため、指定シートに着席する指定乗員の注意を、その注力方向に直ちに向けさせることができる。
【００１４】
そして、本発明の音響出力装置では、第一の出力音発生手段を指定乗員が着席する指定シートに設置するため、頭部（両耳）までの距離を、数ｃｍ〜数十ｃｍの間で任意に設定可能であり、スピーカの大きさ、ひいてはスピーカの配置間隔に応じた最適な設置間隔を確保できる。つまり、どのような小型のスピーカを用いたとしても、第一の出力音発生手段を、明確な定位感が得られるような位置に確実に設置することができる。また、第一の出力音発生手段は、乗員の後方や下方に位置することになるため、運転視界を妨げることもない。
【００１５】
更に、本発明の音響出力装置では、指定シートに着席した乗員（以下、指定乗員ともいう）の両耳から略等距離となる位置、即ち、指定シートの対称軸上に第一及び第二の出力音発生手段を設置しているため、明確な定位感を得ることができる。
【００１６】
また、本発明の音響出力装置では、第一の出力音発生手段を構成する一対のスピーカの出力面（以下では「スピーカ面」ともいう。）が車両の前方を向き、第二の出力音発生手 段を構成する一対のスピーカの出力面が車両の後方を向いている。
なお、第一の出力音発生手段のスピーカ面は上下方向に角度がついていたり、また、シートクッションの前側に配置される等して指定乗員の頭部より前方に位置していたりしてもよい。
【００１７】
このようなスピーカの配置を有する第一の出力音発生手段を用いれば、スピーカの出力面の向きと指定乗員（運転者）の正面方向との関係が、図１３に示した場合とは反対になるため、指定乗員（運転者）の後方、運転中に直接視認することのできない領域にて明確な定位感が得られる出力音を発生させることができる。
【００１８】
なお、定位感が得られる方位は、スピーカが指定乗員の正面側に設置されているか、背面側に設置されているかにかかわらず、スピーカの出力面の向きによって決まるため、スピーカの背面側が指定乗員に向くような状態で、指定乗員の正面側に第一の出力音発生手段を設置した場合でも、上述したような効果を得ることができる。但し、この場合、指定乗員と第一の出力音発生手段との位置関係は、スピーカの出力面が指定乗員に向くように設置した場合と同様に、両スピーカが１０°程度の範囲内にあるように設定する必要がある。
【００１９】
そして、このような第一の出力音発生手段だけでは、明確な定位感を得ることのできない不感領域が指定乗員の前方に生じることになるが、本発明の音響出力装置では、第二の出力音発生手段が、この不感領域をカバーするため、全方位に渡って明確な定位感を得ることができる。
なお、第二の出力音発生手段は、例えば、フロントガラス上部の天井又はサンバイザや、ステアリングを回動自在に支持するステアリング支持部又はインパネの下部、或いはステアリングそのもの等に設置することが考えられる。
【００２０】
そして、特に運転席を指定シートとし、第二の出力音発生手段をステアリングに設置した場合には、ステアリングを回転させると、第二の出力音発生手段を構成する一対のスピーカと指定乗員との位置関係が変化するため、音響信号生成手段には、ステアリングの回転量に応じて音響信号を補正する補正手段を設ける必要がある。
【００２１】
そして、具体的に第一の出力音発生手段の設置位置は、例えば、指定シートの内部、即ちヘッドレストやシートバックやシートクッションの内部が考えられる。但し、この場合、出力音発生手段からの出力音が、指定シートの内部にこもってしまうことのないように、指定シートには、第一の出力音発生手段の近傍に複数の開口部を設けることが望ましい。この開口部は、第一の出力音発生手段を構成するスピーカの出力面の側に限らず、出力面とは反対側に形成してもよい。
【００２２】
また、第一の出力音発生手段の設置位置は、指定シートの内部だけでなく、指定シートの表面でもよい。具体的には、指定シートの肩口や、指定シートを構成するヘッドレストの上部や内部、指定シートを構成するシートバックの背部や、指定シートを構成するシートクッションの下部等、指定シートに着席する乗員に直接接触せず、しかも、着席時の快適性を失うことのないような場所であればよい。
【００２３】
但し、第一の出力音発生手段は、これを構成する一対のスピーカの位置関係が、指定シートに着座した乗員の挙動によって変化することのないように取り付ける必要がある。また、特に、指定シートの肩口やヘッドレストの上部や内部等、指定乗員の頭部に極めて接近した位置に出力音発生手段を設置する場合、明確な定位感を得られる距離が小さくなるように、出力音発生手段は、配置間隔を十分に小さくできるスピーカ、即ち、出力面の径が十分に小さいスピーカを使用する必要がある。
【００２４】
また、ヘッドレストの上部や内部に第一の出力音発生手段を設置した場合には、第一の出力音発生手段の電源線及び接地線として、ヘッドレストを支える金属製の２本の支柱を用いてもよい。この場合、その支柱に触れて感電することのないよう、ヘッドレストの支柱は、表面に絶縁層が形成されていることが望ましい。
【００２５】
ここで、第一及び第二の出力音発生手段を構成する一対のスピーカとしては、フラットパネルスピーカ又はマイクロスピーカを用いることが望ましい。この場合、第一及び第二の出力音発生手段を、小型かつ薄型に構成することができるため、限られた車室内でも第一及び第二の出力音発生手段の設置スペースを容易に確保できる。
【００２６】
また、第一及び第二の出力音発生手段は、他の部分と一体に構成してもよいが、他の部分とは別体に構成してもよい。そして、このように別体に構成した第一及び第二の出力音発生手段に対する音響信号生成手段からの音響信号の供給は、両者間を接続する信号線を介して行ってもよいが、無線通信により行ってもよい。
【００２７】
この場合、第一及び第二の出力音声発生手段と音響信号供給手段とを離れた場所に設置しても、両者間を直接接続する配線を行う必要がないため、当該装置の設置が容易になるだけでなく、設置位置の自由度が高くなる。
【００２８】
ところで、音響信号生成手段は、例えば、出力音と注力方向との組み合わせの全てについて、それぞれに対応する音響信号を予め記憶させたデータベースを用意しておき、特定された出力音と注力方向とに基づいて、対応する音響信号をデータベースから読み出すように構成してもよい。
【００２９】
また、音響信号生成手段は、出力音に対応した原音信号を記憶するデータベースを用意しておき、特定された出力音に基づいてデータベースから読み出された原音信号に対して、特定された注力方向に仮想音源が位置するよう音像を定位させるための加工を施すことで音響信号を生成するように構成してもよい。この場合、データベースに記憶すべき信号の種類を、大幅に削減することができる。
【００３０】
更に、音響信号生成手段では、出力音が、指定乗員の注意を喚起したり、指定乗員に適切な行動や操作を促すための警告音又は警報である場合には、警告音や警報を発生させる原因となったものが位置する方向を注力方向とし、また、出力音が、ガイド音声である場合には、ガイド音声の内容が示す方向、或いはガイド音声の内容が示す対象物の位置する方向を注力方向とすればよい。
【００３１】
そして、音響出力の要求としては、例えば、自車両或いは車両周辺の状況を検出し、危険や異常の有無を判断する車載装置からのものを用いることができる。
より具体的には、車両の四隅や後部に障害物が接近したことを通知するもの、運転席から死角となる位置に物体を検出したことを通知するもの、走行の危険となる障害物の存在を通知するもの、ドアの半ドア状態を通知するものなどを用いることができる。
【００３２】
また、音響出力の要求としては、例えば、ナビゲーション装置が生成する案内情報に基づくものや、路車間通信又は車車間通信により入力した情報に基づくもの等を用いてもよい。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の参考例および実施形態を図面と共に説明する。
［参考例］
図１は、参考例の音響出力装置を用いた車載システムの構成を表すブロック図である。
【００３４】
図１に示すように、本参考例の音響出力装置１は、車両の各部（車載装置）から警告音，警報や音声ガイド等の音響出力の要求を受け、その要求に応じた出力音を発生させるための音響信号である左チャンネル信号ＳＬ及び右チャンネル信号ＳＲを生成する音響信号生成手段としての信号生成処理部１０と、近接配置された一対のスピーカ２１，２２からなり、信号生成処理部１０が生成する音響信号ＳＬ，ＳＲに従って、ステレオダイポール方式により音源を再生（出力音を発生）する出力音発生手段としての出力部２０とからなる。
【００３５】
このうち、出力部２０を構成するスピーカ２１，２２は、平面上に配置された面状磁石と、その面に対して平行に近接配置した振動板とからなり、振動板上の導電回路に音響信号ＳＬ，ＳＲが流れると、振動板が振動することにより出力音を発生させるフラットパネルスピーカからなる。
【００３６】
また、出力部２０は、図３に示すように、各シートのシートバックＳＢの内部に設置される。具体的には、図３（ａ）に示すように、シートバックＳＢの背面に設けられたシートバックボードＢＤに、そのシート内部側からスピーカフレームＳＦを固定し、このスピーカフレームＳＦに各スピーカ２１，２２を、出力面を車両の前方に向けた状態で固定（ネジ止め）する。但し、スピーカフレームＳＦは、シートバックボードＢＤの代わりに、シートバックフレーム（図示せず）に固定してもよい。
【００３７】
また、図３（ｂ）に示すように、シートバックボードＢＤには、スピーカ２１，２２の固定部付近に、音のこもりを防止するためのスリット状の開口部Ｈが形成されている。この開口部Ｈの形状は、スリット状に限るものではなく、図３（ｃ）に示すように、例えばメッシュ状等であってもよい。
【００３８】
なお、シートにシートバックボードＢＤが存在しない場合には、スピーカ２１，２２とシートバックＳＢの背面側のシート表皮に、シート内部側からプラスチック板を貼り付けて補強し、この補強した部分のシート表皮に、上述の開口部Ｈを設けるようにすればよい。
【００３９】
図１に戻り、一方、信号生成処理部１０は、上述の音響出力の要求に基づいて、出力音の種類と、仮想音源の位置、即ち乗員に注意を向けさせるべき注力方向とを特定する要求判定部１１と、要求判定部１１にて特定された注力方向に仮想音源が位置するような音像定位を有する出力音を発生させるための音響信号ＳＬ，ＳＲを供給する音響信号供給部１２とからなる。
【００４０】
なお、本参考例において、要求判定部１１は、車両の四隅や前方及び後方に設置された超音波ソナーにより、障害物を検出する超音波ソナー制御部３１、目的地までの経路設定や設定された経路に従った音声ガイド等のナビゲーションを行うナビ制御部３２、各ドアに設置されたドアセンサにより、半ドア状態を検出する半ドア制御部３３、レーダやカメラ等により運転席から死角となる位置の障害物を検知する死角情報検知制御部３４、同じくレーダやカメラ等により走行の危険となる障害物，他車両（二輪車を含む），歩行者等の存在を検知する車両周辺情報検知制御部３５、路車間通信や車車間通信を行うことにより、道路の状態や他車両の状態を入手する外部情報入手制御部３６等から、音響出力の要求を入力するように構成されている。
【００４１】
そして、要求判定部１１は、例えば、超音波ソナー制御部３１，死角情報検知制御部３４，車両周辺情報検知制御部３５からの音響出力の要求に対しては、出力音の種類として警告音や警報を、注力方向として検出された障害物や接近する他車両の位置等を特定する。また、半ドア制御部３３からの音響出力の要求に対しては、出力音の種類として警告音や警報を、注力方向として半ドア状態が検出されたドアの位置を特定する。更に、ナビ制御部３２や外部情報入手制御部３６からの音響出力の要求に対しては、出力音の種類としてガイド音声を、注力方向として、そのガイド音声の内容が示す方向（例えば、経路案内の際に交差点で曲がる方向等）や、ガイド音声の内容が示す対象物が位置する方向（例えば、経路案内の際に目印となる建物が位置する方向）を特定する。
【００４２】
また、音響信号供給部１２は、図２（ａ）に示すように、出力音の種類と注力方向とによる分類のそれぞれについての音響信号ＳＬ，ＳＲが予め記憶された音響信号データベースＤＢＯを備え、この音響信号データベースＤＢＯから、要求判定部１１にて特定された出力音の種類及び注力方向に対応する音響信号ＳＬ，ＳＲを読み出すことで、音響信号ＳＬ，ＳＲの供給を行うように構成されている。
【００４３】
なお、音響信号供給部１２は、図２（ｂ）に示すように、出力音の種類のそれぞれについての原音信号が予め記憶された原音信号データベースＤＢＧと、要求判定部１１にて特定された出力音の種類に応じて、原音信号データベースＤＢＧから供給される原音信号に対して、要求判定部１１にて特定された注力方向に仮想音源が位置するよう音像を定位させるための加工をすることにより音響信号ＳＬ，ＳＲを生成する加工処理部ＭＫとにより構成してもよい。この場合、原音信号データベースＤＢＧは、音響信号データベースＤＢＯと比較して、大幅に信号の記憶量を低減することができる。
【００４４】
この場合、加工処理部ＭＫは、例えば、原音信号をＦＦＴ変換して周波数軸上で処理し、原音信号から生成した左右の両チャンネル信号に周波数に依存したレベル差と位相差とを与えた後、逆ＦＦＴ変換して音響信号ＳＬ，ＳＲを生成すればよい。つまり、両耳における出力音のレベル差及び位相差（時間差）を制御することによって注力方向に音源（仮想音源）を感じさせているのである。
【００４５】
また加工処理部ＭＫでは、要求判定部１１にて特定された注力方向より選択される係数と、原音信号データベースＤＢＧから供給される原音信号との畳込み演算を行うことにより音響信号ＳＬ，ＳＲを生成してもよい。
これらのような加工処理部ＭＫを使用する場合、原音信号データベースＤＢＧには、原音信号の代わりに、原音信号を予めＦＦＴ変換したデータを記憶させるようにしてもよい。
【００４６】
以上のように構成された本参考例の音響出力装置１では、要求判定部１１が、車両の各部３１〜３６より入力される音響出力の要求に応じて、出力音の種類及び注力方向を特定し、音響信号供給部１２が、その特定された出力音の種類及び注力方向に応じた音響信号ＳＬ，ＳＲの供給を行い、出力部２０は、この音響信号ＳＬ，ＳＲに従って発生させた出力音を、図４（ｂ）に示すように、指定されたシートに着席する乗員（以下「指定乗員」という）に向けて放射する。
【００４７】
従って、本参考例の音響出力装置１によれば、指定乗員は、注力方向に音源（仮想音源）が位置するような感覚（音像定位）が得られ、警告音，警報やガイド音声等の音響出力があった時に、その音響出力に対して注意すべき方向を、瞬時に判断でき、その音響出力が意味する内容に速やかに対処できる。
【００４８】
また、本参考例の音響出力装置１では、出力部２０をシート内に設置しているため、出力部２０を構成するスピーカの大きさに応じて、明確な定位感を得られる距離Ｌが確保されるように、その取付位置を任意に設定することができる。
しかも、本参考例の音響出力装置１では、出力部２０が指定乗員の背後に位置し、スピーカの出力面が指定乗員の方向、即ち車両の前進方向に向くように配置されているため、特に指定乗員が運転者である場合、運転中に直接視認することのできない後方領域の全体にわたって、明確な定位感を確実に得ることができる。
【００４９】
また、本参考例では出力部２０を構成するスピーカ２１，２２として、フラットパネルスピーカを用いており、出力部２０を非常に薄型に構成できるため、これをシートバックＳＢの内部に設けても、シートバックＳＢとして必要な柔軟性を十分に確保することができ、シートに着席する乗員に異物感を与えることがない。
【００５０】
【００５１】
また、出力部２０の設置位置は、図４（ａ）に示された位置に限らず、より車両の上方側、或いはより車両の下方側に設置してもよい。
［第１実施形態］
次に、第１実施形態について説明する。
【００５２】
図５は、本実施形態の音響出力装置１ａを用いた車載システムの構成を表すブロック図である。
なお、本実施形態の音響出力装置１ａは、参考例の音響出力装置１に、構成を一部追加しただけであるため、同じ構成については同一符号を付して説明を省略し、構成の追加部分を中心に説明する。
【００５３】
本実施形態の音響出力装置１ａでは、シートに設置された出力部２０以外に、出力部２０と全く同様に一対のスピーカ５１，５２からなり、ステアリングＳＴに設置された出力部５０を備えている。
この出力部５０は、具体的には、図６（ａ）に示すように、ステアリングＳＴの回転軸の上部、又は図６（ｂ）に示すように、その回転軸の下部等に設置され、スピーカ５１，５２の出力面が運転席を向くように設置されている。
【００５４】
図５に戻り、本実施形態の音響出力装置１ａにおいて、信号生成処理部１０ａは、ステアリングの回転角を検出するステアリング回転角センサ４１からの検出結果に基づき、音響信号ＳＬ，ＳＲの補正量を求める補正制御部１３と、補正制御部１３からの指示に従って音響信号供給部１２から供給される音響信号ＳＬ，ＳＲの補正を行う補正処理部１４とを備え、補正処理部１４にて補正された音響信号ＳＬ，ＳＲが出力部５０に供給されるように構成されている。それ以外の構成は、参考例の信号生成処理部１０と全く同様である。なお、これら補正制御部１３及び補正処理部１４が本発明における補正手段に相当する。
【００５５】
つまり、ステアリングに設置された出力部５０は、ステアリングの回転に応じて、スピーカ５１，５２の位置が変化するため、補正処理部１４に、この位置の変化による影響を相殺するような補正を行わせているのである。
このように構成された本実施形態の音響出力装置１ａによれば、出力部２０からの出力音は運転者の前方に不感領域を有し、出力部５０からの出力音は運転者の後方に不感領域を有するのであるが、これら両方を使用することにより、運転者の全方位にて明確な定位感を得ることができる。
【００５６】
なお、補正制御部１３及び補正処理部１４を設ける代わりに、出力音の種類及び注力方向に加えてステアリングの回転角をパラメータとして分類された音響信号データベースＤＢＯｘを用いると共に、ステアリング回転角センサ４１での検出結果を要求判定部１１に入力するように構成し、出力部５０に供給する音響信号ＳＬ，ＳＲについては、出力音の種類，注力方向だけでなく、ステアリングの回転角も参照して、対応する音響信号ＳＬ，ＳＲを音響信号データベースＤＢＯｘから読み出すようにしてもよい。
【００５７】
また、本実施形態では、出力部５０をステアリングに設置したが、ステアリングと共に回動しない位置、例えばステアリングを回動自在に支持する支持部や、図７（ａ）に示すようにインパネの下部や、図７（ｂ）に示すようにフロントガラス上部の天井又はサンバイザ等に設置してもよい。
【００５８】
これらの場合、ステアリングの回転に応じた補正を行う必要がないため、補正制御部１３及び補正処理部１４を省略することができる。
［第２実施形態］
次に第２実施形態について説明する。
【００５９】
本実施形態の音響出力装置１ｂは、第１実施形態の音響出力装置１ａに、構成を一部追加しただけであるため、この構成の追加部分を中心に説明する。
即ち、本実施形態の音響出力装置１ｂでは、図８に示すように、信号生成処理部１０ｂに、音響信号供給部１２から供給され、或いは補正処理部１４にて補正された音響信号ＳＬ，ＳＲを、無線信号に変換して送信する送信部１５が追加され、また、出力部２０ｂ（図示しないが出力部５０ｂも同様）には、送信部１５からの無線信号を受信し、元の音響信号ＳＬ，ＳＲに復元して各スピーカ２１，２２に供給する受信部２３が追加されている。
【００６０】
このように構成された本実施形態の音響出力装置１ｂでは、信号生成処理部１０ｂと出力部２０ｂとを離れた位置に設置した場合に、その間を直接接続する信号線を設ける必要がないため、設置が容易であり、配置の際の自由度を高くすることができる。
【００６１】
以上本発明のいくつかの実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。
例えば、上記実施形態では、出力部２０又は２０ｂを、フラットパネルスピーカを用いて構成したが、携帯電話等に使用されるマイクロスピーカを用いてもよい。また、設置スペースを十分に確保できるのであれば、その他のスピーカ（例えばコーンスピーカ等）を用いてもよい。
【００６２】
また、信号生成処理部１０（１０ａ，１０ｂ）と、出力部２０（２０ｂ），５０（５０ｂ）とは、同じ電源から電源供給を受けてもよいし、それぞれ別個の電源から電源供給を受けるように構成してもよく、近くに設置されている装置の電源を利用して、電源供給を受けるように構成すればよい。
【００６３】
上記実施形態では、出力部２０をシートバックＳＢの内部に設けたが、シートバックとして必要な柔軟性を十分に確保することができ、シートに着席する乗員に異物感を与えることがない部分であれば、シート（即ち、シートバックＳＢ，シートクッションＳＣ，ヘッドレストＨＲ）の内部，表面のどこに設けてもよい。
【００６４】
例えば、図９に示すように、出力部２０を、シートクッションＳＣの内部や、図１０（ａ）に示すように、シートクッションＳＣの下部に設けてもよい。
これらの場合、スピーカ２１，２２の出力面は、図１０（ｂ）に示すように、車両の前方に向けてもよいし、図１０（ｃ）に示すように、車両の後方に向けてもよい。また、出力部２０の設置位置は、図９や図１０（ａ）に示された位置に限らず、より車両の前方側、或いはより車両の後方側に設置してもよい。
【００６５】
更に、出力部２０を、例えば、図１１（ａ）に示すように、シートバックＳＢの上部に設けられたヘッドレストＨＲの内部や、図１２（ａ）に示すように、シートバックＳＢの肩口、或いは図１２（ｂ）に示すように、ヘッドレストＨＲの上部等に設けてもよい。
【００６６】
こららの場合、スピーカ２１，２２の出力面は、図１１（ｂ）に示すように、そのシートに着席する乗員を指定乗員とし、その指定乗員に向けて出力音を放射するように設定してもよい。
【００６７】
このように、ヘッドレストＨＲやシートバックＳＢの肩口に出力部２０を設置した場合、出力部２０から放射される出力音は、他のものに反射したり吸収されたりすることなく、指定乗員の耳に直接到達し、しかも、出力部２０は、両耳からほぼ等距離に位置するため、ステレオダイポール方式による音源の再生を良好に行うことができる。
【００６８】
なお、出力部２０は、指定乗員の両耳から略等距離にあり、しかも、乗員（特にドライバー）の視界を妨げたり、急停車や衝突した場合に、乗員を傷付けるおそれのない位置であれば、どこに設けてもよい。また、出力部２０から放射される出力音は、指定乗員の耳に直接到達することが望ましいが、他の媒体を介した間接音が指定乗員の耳に到達するようにされていてもよい。
【００６９】
更に、出力部２０をヘッドレストＨＲに設置した場合は、ヘッドレストＨＲを支持する金属製の２本の支柱Ｐ１，Ｐ２（図１１（ａ）参照）を、それぞれ電源線及び接地線として用いてもよく、その場合、支柱Ｐ１，Ｐ２の表面には絶縁層が形成されていることが望ましい。また、シートが傾斜角度や前後方向の位置を、予め記憶された設定にワンタッチで変更することが可能な電動シートからなる場合や、シート内に電動マッサージ器が埋め込まれている場合には、これらの電源を、出力部２０の電源として共用すればよい。
【００７０】
なお、出力部５０を天井に設置した場合には、室内灯やマップランプ、又はサンルーフ用の電源を、出力部５０用の電源として共用すればよい。
また、信号生成処理部１０は、出力部２０，５０のいずれかと一体に設けてもよいし、出力部２０，５０のいずれからも離れた位置に設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 参考例の音響出力装置の構成を表すブロック図である。
【図２】 音響信号供給部の構成を表すブロック図である。
【図３】 出力部の設置状態を示す説明図である。
【図４】 出力部の設置位置や出力面の方向を示す説明図である。
【図５】 第１実施形態の音響出力装置の構成を表すブロック図である。
【図６】 出力部の設置位置や出力面の方向を示す説明図である。
【図７】 出力部の他の設置位置や出力面の方向を示す説明図である。
【図８】 第２実施形態の音響出力装置の構成を表すブロック図である。
【図９】 出力部の他の設置位置や出力面の方向を示す説明図である。
【図１０】 出力部の他の設置位置や出力面の方向を示す説明図である。
【図１１】 出力部の他の設置位置や出力面の方向を示す説明図である。
【図１２】 出力部の他の設置位置を示す説明図である。
【図１３】 ステレオダイポール方式による再生を行うスピーカの設置条件や出力音の特性を示す説明図である。
【符号の説明】
１，１ａ，１ｂ…音響出力装置、１０，１０ａ，１０ｂ…信号生成処理部、１１…要求判定部、１２…音響信号供給部、１３…補正制御部、１４…補正処理部、１５…送信部、２０，２０ｂ，５０…出力部、２１，２２，５１，５２…スピーカ、２３…受信部、３１…超音波ソナー制御部、３２…ナビ制御部、３３…半ドア制御部、３４…死角情報検知制御部、３５…車両周辺情報検知制御部、３６…外部情報入手制御部、４１…ステアリング回転角センサ、ＤＢＧ…原音信号データベース、ＤＢＯ…音響信号データベース、ＨＲ…ヘッドレスト、ＭＫ…加工処理部、Ｐ１，Ｐ２…支柱、ＳＴ…ステアリング、ＢＤ…シートバックボード、Ｈ…開口部、ＳＢ…シートバック、ＳＣ…シートクッション、ＳＦ…スピーカフレーム。
Claims (12)
- 車両に設けられたシートの少なくとも一つを指定シートとして、前記指定シートに着席した乗員の両耳から略等距離となり、出力面が前記車両の前方を向き、且つ、前記車両の車幅方向に並ぶように近接配置された一対のスピーカからなり、前記指定シートに設置される第一の出力音発生手段と、
前記指定シートに着席した乗員の両耳から略等距離となり、出力面が前記車両の後方を向き、且つ、前記車両の車幅方向に並ぶように近接配置された一対のスピーカからなり、フロントガラス上部の天井又はサンバイザ又はインパネの下部のいずれかに設置される第二の出力音発生手段と、
入力された音響出力の要求に基づいて、前記指定シートに着席した乗員の注意を向けさせるべき方向を特定し、その方向に仮想音源が位置するような音像定位を有する出力音を前記第一及び第二の出力音発生手段から発生させるための音響信号を生成する音響信号生成手段と、
を備えることを特徴とする音響出力装置。 - 前記指定シートの一つは運転席であることを特徴とする請求項１に記載の音響出力装置。
- 車両の運転席を指定シートとして、前記指定シートに着席した乗員の両耳から略等距離となり、出力面が前記車両の前方を向き、且つ、前記車両の車幅方向に並ぶように近接配置された一対のスピーカからなり、前記指定シートに設置される第一の出力音発生手段と、
前記指定シートに着席した乗員の両耳から略等距離となり、出力面が前記車両の後方を向き、且つ、前記車両の車幅方向に並ぶように近接配置された一対のスピーカからなり、ステアリングを回動自在に支持するステアリング支持部に設置される第二の出力音発生手段と、
入力された音響出力の要求に基づいて、前記指定シートに着席した乗員の注意を向けさせるべき方向を特定し、その方向に仮想音源が位置するような音像定位を有する出力音を前記第一及び第二の出力音発生手段から発生させるための音響信号を生成する音響信号生成手段と、
を備えることを特徴とする音響出力装置。 - 前記音響信号供給手段に、前記第二の出力音発生手段に供給する音響信号を、前記ステアリングの回転量に応じて補正する補正手段を設けたことを特徴とする請求項３に記載の音響出力装置。
- 前記第一の出力音発生手段は、前記指定シートの内部に位置することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の音響出力装置。
- 前記指定シートには、前記第一の出力音発生手段の近傍に複数の開口部を設けたことを特徴とする請求項５記載の音響出力装置。
- 前記第一の出力音発生手段は、前記指定シートの肩口に位置することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の音響出力装置。
- 前記第一の出力音発生手段は、前記指定シートを構成するヘッドレストの上部に位置することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の音響出力装置。
- 前記第一の出力音発生手段は、前記指定シートを構成するシートバックの背部に位置することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の音響出力装置。
- 前記第一の出力音発生手段は、前記指定シートを構成するシートクッションの下部に位置することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の音響出力装置。
- 前記第一及び第二出力音発生手段は、フラットパネルスピーカ又はマイクロスピーカからなることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の音響出力装置。
- 前記音響信号生成手段は、前記第一及び第二出力音発生手段に対する音響信号の供給を、無線通信にて行うことを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の音響出力装置。
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