JP4173765B2

JP4173765B2 - 難聴予防装置

Info

Publication number: JP4173765B2
Application number: JP2003127377A
Authority: JP
Inventors: 徹丸本
Original assignee: Alpine Electronics Inc
Current assignee: Alpine Electronics Inc
Priority date: 2003-05-02
Filing date: 2003-05-02
Publication date: 2008-10-29
Anticipated expiration: 2023-05-02
Also published as: JP2004336251A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は難聴予防装置に関し、特に、ＡＶソースの音量を大きくし過ぎて難聴になる危険性を事前に回避するための装置に用いて好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、車室内騒音の静粛化や、カーオーディオ装置、テレビジョン放送受信装置、ナビゲーション装置などのＡＶ機器に代表される車載機の普及に伴い、車室内にてＡＶソース（音楽、テレビ音声、ナビゲーションの案内音声など）を聴取する機会が多くなってきた。
【０００３】
このような背景の下でＡＶ機器の開発が進められ、ＡＶソースの音声増幅を行うアンプは、誰もが満足できるレベルまで音量をボリュームアップできるようになっている。日ごろ希有な存在となっているプライベート空間として、車室内は手頃な空間である。そのため、ユーザは普段（例えば、家庭内）より周りの環境を気にすることなく、車室内でＡＶソースを大きな音量にて聴くことができる。
【０００４】
ところで、最近の車載機には、マイクロホンが内蔵あるいは付属されることが多くなっている。例えば、ユーザが発声した音声コマンドを認識して各種の制御を行うための音声認識において、ユーザの発話音声を入力するためにマイクロホンが用いられる。また、ロードノイズなどの騒音を検知して車載機の出力オーディオ音を補正するオーディオ音補正において、騒音を入力するためにマイクロホンが用いられる。
【０００５】
後者のオーディオ音補正技術に関しては、マイク入力された騒音をもとに、例えばラウドネス補償処理を行い、出力音のボリュームあるいは周波数特性を自動で制御することにより、ナビゲーション音声あるいはオーディオ音の明瞭度を改善する機能を備えた車載機も開発されている。この種の車載機では、騒音が大きい環境で走行中などには、ＡＶソースの音量が大きくなるように制御される。
【０００６】
なお、ＡＶソースの音量制御技術に関しては、停車時に窓やドアを開けた際にオーディオの音量を自動的に下げ、その後、窓やドアを閉めた際に自動的に音量を上げるようにした装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。さらに、オーディオの再生中に電話をするときに、オーディオの音量を自動的に下げるようにした装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−３２２１５３号公報
【特許文献２】
特開平８−２５０９５３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、アンプの性能向上やプライベート空間の確保が可能なことなどにより、車室内ではＡＶソースを大きな音量にて聴くことができる。しかしながら、大きい音量で長時間聴き続けると、搭乗者は難聴になる可能性が高くなる。文献によると、個人差はあるが、１日当たりの曝露量が８０ｄＢを超える騒音の中で生活をしていると、聴力が劣化する危険性は大きいとされている。
【０００９】
騒音の基準（上限値）に関しては、機関によって制定されているものがある。例えば、日本の労働安全衛生規則および騒音障害防止のガイドラインでは、等価騒音レベルＬ_Aeqが８５ｄＢ以下であることを基準としている。これに倣うと、ＡＶソースの等価騒音レベルＬ_Aeqが８５ｄＢ以下となるように、ボリュームを調整すれば良いことになる。
【００１０】
ところが、搭乗者はそもそも、どのくらいの騒音の中に曝されているのかについては、感覚的にしか分からない。そのため、搭乗者がボリュームを意識して調節することは困難である。中には、聴力低下に気づかないまま運転している可能性もある。すなわち、車室内にて搭乗者が難聴になるほど影響が強い騒音下に曝されていても、従来はそれを管理（把握および制御）する手段がないという問題があった。
【００１１】
なお、ボリュームの設定値に応じて、それに対応する騒音レベルを画面表示するなどして搭乗者に注意を促す方法が考えられる。しかしながら、車室内にはＡＶソース音の他にロードノイズやエンジン音など様々なノイズがあるため、搭乗者が実際に曝されている騒音のレベルと食い違いが生じてしまう。また、ＡＶソースや車室内の音響特性によって、聴取位置での騒音レベルは異なる。そのため、単にボリュームの設定値に目安を設けることは、有効な対策とは言えない。
【００１２】
本発明は、このような問題を解決するために成されたものであり、車室内における騒音レベルを適切に把握して制御することにより、搭乗者が難聴になる危険性を回避できるようにすることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために、本発明の難聴予防装置では、車載機に内蔵あるいは付属されているマイクロホンから入力された音の音圧に基づいてマイク位置での騒音レベルを測定し、それが所定の閾値を超えている場合に警告を実行するようにしている。また、警告を実行したにもかかわらず、その後も騒音レベルが閾値を超え続けている場合には自動的にボリュームを下げるように制御する。なお、このボリュームの自動制御は、警告の実行後にユーザがボリュームを下げる操作をしたときには行わないようにしても良い。
【００１４】
上記のように構成した本発明によれば、ＡＶソースの音量が大きく設定されて、そのままの音量であると難聴になる危険性が高い場合においても、搭乗者に警告を与えたりボリュームを自動的に下げたりすることができ、搭乗者が難聴になることを予防することが可能となる。このとき、難聴になる危険性があるか否かの判定は、単なるボリュームの設定値に基づいて行われるのではなく、車室内に生じているＡＶソースの音、ロードノイズ、エンジン音など様々な音声を含み、かつ、車室内の音響特性に応じた実際の騒音レベルの測定値に基づいて行われるので、難聴になる危険性をより客観的かつ正確に判定することが可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態による難聴予防装置およびこれを適用した車載機の要部構成を示す機能ブロック図である。
【００１６】
図１に示すように、本実施形態の難聴予防装置１０は、騒音測定部１、判定部２、警告実行部３、制御部４およびボリューム制御部５を備えて構成されている。また、この難聴予防装置１０が適用される車載機１００は、電子ボリューム１１、ボリューム／イコライザ自動制御部１２、出力アンプ１３、スピーカ１４、マイクロホン１５、表示部１６、警告音出力部１７およびタイマ１８を備えて構成されている。
【００１７】
電子ボリューム１１は、図示しないＡＶ再生機で再生されたＡＶソースの音を、ボリューム制御部５に設定されたボリューム値に応じた増幅率で増幅して出力する。電子ボリューム１１のボリューム値は、ユーザが図示しない操作子を操作することによって、任意の値をボリューム制御部５に設定することが可能である。また、本実施形態では、後述するように、制御部４の制御によってボリューム値がボリューム制御部５に強制的に設定されることもある。
【００１８】
ボリューム／イコライザ自動制御部１２は、電子ボリューム１１より出力されたＡＶソースの音に対してゲイン補正を行う。このゲイン補正は、例えば、複数に分割された周波数帯域のそれぞれ毎に行う。このボリューム／イコライザ自動制御部１２は、ＡＶソースの明瞭度を改善する処理のために設けられているものである。
【００１９】
すなわち、ボリューム／イコライザ自動制御部１２は、図示しない適応フィルタなどによって生成したマイク位置でのＡＶソースの模擬音と、マイクロホン１５の入力音から当該ＡＶソースの模擬音を引き算することによって生成した誤差音（周囲音など）とに基づいて、ＡＶソースの音に対して加える最適のゲインを算出し、この算出したゲイン値に従ってラウドネス補償処理などを実行する。ここでは、誤差音をＡＶソースの音に対するノイズとみなして、スピーカ１４から出力されるＡＶソースの音がユーザに明瞭に聞こえるように、当該ＡＶソースの音のゲイン調整を行う。
【００２０】
出力アンプ１３は、ボリューム／イコライザ自動制御部１２から出力されたＡＶソースの音を所定の倍率で増幅する。スピーカ１４は、出力アンプ１３で増幅されたＡＶソースの音を出力する。このスピーカ１４から出力されたＡＶソースの音は、ロードノイズやエンジン音などの周囲音と共に、マイクロホン１５から入力される。
【００２１】
マイクロホン１５は、車載機１００にあらかじめ内蔵あるいは付属されているものであり、音声認識処理における発話音声入力用、あるいは、音声の明瞭度改善処理における騒音入力用などのために、車室内の適当な場所（例えば、運転席の近く）に設置されている。
【００２２】
騒音測定部１は、マイクロホン１５から入力された音の音圧に基づいて、当該マイクロホン１５の設置位置における騒音レベルを測定する。ここで、騒音レベルには、主に２つの規格がある。１つは等価騒音レベルＬ_Aeqであり、もう１つは騒音曝露量Ｌ_EXである。等価騒音レベルＬ_Aeqは次の式（１）より算出でき、騒音曝露量Ｌ_EXは次の式（２）より算出できる。すなわち、騒音測定部１は、次の式（１）あるいは式（２）に従って、測定開始時間ｔ₁から測定終了時間ｔ₂までの騒音レベルを測定する。
【００２３】
【数１】
【００２４】
判定部２は、騒音測定部１により測定された騒音レベルが、ある閾値を超えているか否かを判定する。この閾値は、機関によって定められている騒音の限度値を基準に設定する。騒音の限度値は、図２に示すように国毎に異なっている。例えば日本では、連続した１０分間の等価騒音レベルＬ_Aeqで８５ｄＢが限度値と定められている。これに対して、例えばフランスやドイツなどでは、連続した８時間の騒音曝露量Ｌ_EXで８５ｄＢが限度値と定められている。
【００２５】
なお、ここに示した限度値は、それぞれ１０分間、８時間の騒音量を示したものである。１０分間であれば車室内で実際に測定可能なので、図２中に示される数値そのものを閾値として用いることが可能である。これに対して、車室内でＡＶソースを連続して８時間以上聴いていることはそれほど多くないので、８時間の騒音曝露量Ｌ_EXを実際に測定することは不可能である。そこで、騒音曝露量Ｌ_EXに関しては、より短い時間の曝露量に換算した値を閾値として用いる。もちろん、等価騒音レベルＬ_Aeqに関しても、１０分間より短い時間の騒音レベルに換算した値を閾値として用いるようにしても良い。
【００２６】
警告実行部３は、判定部２により騒音レベルが閾値を超えていると判定されたときに、そのとき電子ボリューム１１に設定されているボリューム値では難聴（聴力低下）になる危険性が高い旨の警告を報知する。この警告報知は、表示部１６に所定のメッセージを表示することによって視覚的に訴えるようにしても良いし、警告音出力部１７にブザー音などを出力することによって聴覚的に訴えるようにしても良い。もちろん、その両方を行っても良い。
【００２７】
ここで、警告実行部３は、騒音レベルが閾値を瞬間的にでも超えたら警告を発するようにしても良いが、騒音レベルが閾値を所定時間以上続けて超えていると判定されたときに警告を発するようにするのが好ましい。騒音レベルが瞬間的に閾値を超えても、その大きな騒音下に長時間曝されることがなければ、難聴になる危険性は比較的低いからである。
【００２８】
例えば、騒音測定部１によって騒音レベルを随時測定し、複数回の測定結果が連続して閾値を超えていると判定部２が判定したときに、警告実行部３が警告を実行するようにする。ここで、判定の信頼性を上げるために、騒音測定部１による騒音レベルの測定は、一定の時間間隔を開けて行うのが望ましい。
【００２９】
例えば、図３に示すように、１回目の等価騒音レベルＬ_Aeqは、ＡＶソース再生機（図示せず）の電源がＯＮとされた時刻から１０分間をかけて測定する。２回目の等価騒音レベルＬ_Aeqは、１回目の騒音測定開始時刻から一定時間（例えば３分）の経過後に測定を開始し、同じく１０分間をかけて測定する。さらに、３回目の等価騒音レベルＬ_Aeqは、２回目の騒音測定開始時刻から一定時間（例えば３分）の経過後に測定を開始し、同じく１０分間をかけて測定する。４回目以降も同様である。そして、α回（例えば５回）の測定結果が連続して閾値を超えた場合に警告を実行する。
【００３０】
判定部２は、警告実行部３により警告が実行された後にも、騒音測定部１により測定された騒音レベルが閾値を超えているか否かを判定し続ける。ボリューム制御部５は、警告の実行後における所定時間の間、判定部２により騒音レベルが閾値を超え続けていると判定されたときに、電子ボリューム１１の設定値を下げるように制御する。例えば、警告の報知後に騒音測定部１により測定されたβ回（例えば３回）の騒音レベルが連続して閾値を超えていた場合に、電子ボリューム１１の設定値を強制的に下げるように制御する。
【００３１】
なお、ボリューム制御部５は、警告実行後における所定時間の間、測定された騒音レベルが閾値を超え続けており、かつ、ユーザによりボリュームを下げる操作が行われていないときに、電子ボリューム１１の設定値を下げるようにしても良い。
【００３２】
制御部４は、難聴予防装置１０の全体を制御する。例えば、タイマ１８を用いて、騒音測定部１、判定部２および警告実行部３のそれぞれの処理を行う際の時間管理を行う。すなわち、制御部４は、騒音測定部１に対して、騒音レベルの測定開始および測定終了に関する制御信号を出力する。また、判定部２に対して、判定開始および判定終了に関する制御信号を出力する。また、警告実行部３に対して、警告開始および警告終了に関する制御信号を出力する。
【００３３】
この制御部４はまた、ボリューム制御部５に対して、ボリューム調整の有無に関する制御信号を出力する。すなわち、警告の実行後に騒音測定部１により測定されたβ回の騒音レベルが連続して閾値を超えていると判定部２により判定された場合に、電子ボリューム１１の設定値を下げるための制御信号をボリューム制御部５に出力する。ボリューム制御部５は、この制御信号を受けて、電子ボリューム１１の設定値を下げるように制御する。なお、ボリューム制御部５は、車載機１００に内蔵されているものを利用することが可能である。
【００３４】
次に、上記のように構成した難聴予防装置１０の動作を説明する。図４は、当該難聴予防装置１０の動作を示すフローチャートである。図４において、騒音測定部１は、マイクロホン１５からの入力音に基づいて、マイク位置での騒音レベルを測定する（ステップＳ１）。ここでは、図３のように、例えば３分の時間間隔を開けて等価騒音レベルＬ_Aeqあるいは騒音曝露量Ｌ_EXの測定を行う。
【００３５】
判定部２は、騒音測定部１により測定された騒音レベルが閾値を超えているか否かを判定する（ステップＳ２）。騒音レベルが閾値を超えるケースとしては、２通り考えられる。１つは、ユーザ自身が意図的に電子ボリューム１１の音量を大きな値に設定したときである。もう１つは、周囲音が大きい環境下などでボリューム／イコライザ自動制御部１２によって電子ボリューム１１の音量が自動的に大きく設定されたときである。判定部２は、この何れのケースであるかは区別せずに、騒音レベルが閾値を超えたか否かを判定する。
【００３６】
ここで、測定された騒音レベルが閾値を超えていなければステップＳ１に戻り、超えていれば、判定部２は過去α回とも騒音レベルが閾値を超えていたか否かを更に判定する（ステップＳ３）。過去α回とも騒音レベルが閾値を超えていれば、警告実行部３により警告を実行する（ステップＳ４）。そうでなければステップＳ１に戻る。
【００３７】
警告処理の実行後に、騒音測定部１は、マイクロホン１５からの入力音に基づいて、マイク位置での騒音レベルを測定する（ステップＳ５）。ここでも、例えば３分の時間間隔を開けて等価騒音レベルＬ_Aeqあるいは騒音曝露量Ｌ_EXの測定を行う。
【００３８】
判定部２は、騒音測定部１により測定された騒音レベルが閾値を超えたか否かを判定する（ステップＳ６）。騒音レベルが閾値を超えていれば、過去β回とも騒音レベルが閾値を超えていたか否かを更に判定する（ステップＳ７）。ここで、過去β回とも騒音レベルが閾値を超えていると判定されなかった場合は、ステップＳ５に戻る。
【００３９】
一方、過去β回とも騒音レベルが閾値を超えている場合は、判定部２は、ユーザが操作子を操作して電子ボリューム１１の設定値を調整したか否かを更に判定する（ステップＳ８）。ユーザによるボリューム調整が行われていた場合にはステップＳ１に戻るが、依然としてボリューム調整が行われていない場合は、制御部４がボリューム制御部５を制御して電子ボリューム１１の設定値を強制的に調整する（ステップＳ９）。例えば、ボリューム設定値を１段階下げる。ボリュームの調整後は、ステップＳ５に戻って同様の処理を繰り返す。
【００４０】
また、上記ステップＳ６において、警告実行後の測定騒音レベルが閾値を越えていないと判定されたときは、判定部２は、過去γ回とも越えていないかを更に判定する（ステップＳ１０）。ここで、過去γ回とも騒音レベルが閾値を超えていない場合にはステップＳ１に戻り、そうでなければステップＳ５に戻る。
【００４１】
このように、警告の実行後は、ユーザが自主的にボリューム調整を行うか、騒音測定部１により測定される騒音レベルが閾値を下回るまで制御部４によってボリューム調整が行われたときに、ステップＳ１の処理に戻る。なお、ユーザがボリューム調整を行っても、騒音レベルが依然として閾値を超えているときは、ステップＳ４で再び警告が行われる。
【００４２】
以上詳しく説明したように、本実施形態によれば、ユーザが知らず知らずに電子ボリューム１１の設定値を上げて、そのままの音量であると難聴になる危険性が高い場合においても、搭乗者に警告を与えたりボリュームを自動的に下げたりすることができ、搭乗者が難聴になることを予防することができる。
【００４３】
また、本実施形態では、ボリューム／イコライザ自動制御部１２によりＡＶソースのボリュームが自動的に上げられた場合においても、設定された音量であると難聴になる危険性が高い場合には、搭乗者に警告を与えたりボリュームを自動的に下げたりすることができる。これにより、ボリューム／イコライザ自動制御部１２によるゲイン補正量を、騒音レベルが閾値を超えない範囲内に確実に制限することができ、搭乗者が難聴になることを予防することができる。
【００４４】
なお、上記実施形態では、車載機１００がボリューム／イコライザ自動制御部１２を備える例について説明したが、これは必須の構成ではない。
【００４５】
また、上記実施形態では、警告実行後にも騒音レベルが閾値を下回らず、ユーザによるボリューム調整も行われないときに、電子ボリューム１１の設定値を下げる例について説明したが、ボリューム／イコライザ自動制御部１２によるゲイン補正量を下げるようにしても良い。
【００４６】
ただ、ボリューム／イコライザ自動制御部１２自身が内部処理で自動的に設定したゲイン補正値ではなく、ユーザが操作子を操作して設定した電子ボリューム１１の設定値を下げることにより、ユーザに対する警告としてボリュームを下げたということを明確に伝えることができ、ユーザに対して注意を喚起できる点で、電子ボリューム１１を制御する方が好ましい。また、電子ボリューム１１を制御すれば、ボリューム／イコライザ自動制御部１２が備えられていない車載機にも対応することができる。
【００４７】
また、騒音測定部１を、等価騒音レベルＬ_Aeqと騒音曝露量Ｌ_EXとの何れの騒音レベルも測定可能なように構成し、車載機１００を適用する国に応じて騒音レベルの測定方法を手動あるいは自動で切り替えられるようにしても良い。このようにすることにより、本実施形態の難聴予防装置１０をワールドワイドに適用することが可能となる。
【００４８】
また、上記実施形態では、本実施形態の難聴予防装置１０を車載機１００に適用する例について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、防音設備の整えられた家庭内のＡＶ視聴室内に設置されたＡＶシステムなどに適用することも可能である。
【００４９】
その他、上記実施形態は、本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその精神、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【００５０】
【発明の効果】
本発明は上述したように、マイクロホンから入力された音の音圧に基づいて騒音レベルを測定し、測定値が所定の閾値を超えている場合に警告を実行する。また、警告の実行後も騒音レベルが閾値を超えている場合にはボリュームを強制的に下げるようにした。これにより、実際に測定した騒音レベルに基づいて難聴になる危険性を客観的に把握することができる。また、難聴になる危険性が高いと判断される場合には、搭乗者に警告を与えたりボリュームを自動的に下げたりすることができ、搭乗者が難聴になることを予防することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態による難聴予防装置およびこれを適用した車載機の要部構成を示す機能ブロック図である。
【図２】各国における作業環境騒音の限度値を示す図である。
【図３】本実施形態による等価騒音レベルの測定例を示す図である。
【図４】本実施形態による難聴予防装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１騒音測定部
２判定部
３警告実行部
４制御部
５ボリューム制御部
１０難聴予防装置

Claims

スピーカから出力される出力音のボリュームを制御可能な難聴防止装置であって、
上記スピーカの出力音および周囲音を入力可能なマイクロホンから入力された音の音圧に基づいて上記マイクロホンの設置位置における測定開始時間ｔ _１から測定終了時間ｔ _２までの単位測定時間における騒音レベルを次の式（Ａ）に従って、上記測定開始時間ｔ _１を上記単位測定時間よりも短い一定時間ずつずらして順次測定する騒音測定手段と、
上記騒音測定手段により測定された騒音レベルが、複数回続けてある閾値を超えているか否かを判定する判定手段と、
上記判定手段により上記騒音レベルが上記閾値を複数回続けて超えていると判定されたときに警告を実行する警告実行手段とを備えたことを特徴とする難聴予防装置。
上記判定手段は、上記警告実行手段により上記警告が実行された後にも、上記騒音測定手段により測定された騒音レベルが上記閾値を超えているか否かを判定し、
上記警告の実行後における所定時間の間、上記判定手段により上記騒音レベルが上記閾値を超え続けていると判定されたときに、上記ボリュームを下げるように制御するボリューム制御手段とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の難聴予防装置。
上記ボリューム制御手段は、上記警告の実行後における所定時間の間、上記判定手段により上記騒音レベルが上記閾値を超え続けていると判定され、かつ、ユーザにより上記ボリュームを下げる操作が行われていないときに、上記ボリュームを下げるように制御することを特徴とする請求項２に記載の難聴予防装置。