JP7024854B2 - ステアリング装置及び音声出力システム - Google Patents

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Description

本発明は、ステアリング装置及び音声出力システムに関する。
車室内に搭載される音声出力システムのスピーカ（音声出力装置）の設置方法として、従来、種々の設置方法が提案されている。例えば、下記特許文献１では、スピーカを、運転者が操作するステアリング装置に設置する方法が提案されている。当該設置方法によれば、運転者に対して音声を確実に伝えることができる。
実開昭６３－１８３７８６号公報
しかしながら、ステアリング装置に設置する方法の場合、スピーカの後方に確保できる空間に制限がある。このため、出力される音声の周波数特性に偏りが生じ、例えば、低音域を出力するのが困難になるといった問題がある。
一つの側面では、ステアリング装置に設置される音声出力装置により出力される音声の周波数特性を改善することを目的としている。
一態様によれば、ステアリング装置は、以下のような構成を有する。すなわち、
リム部材と、
前記リム部材の回転中心において、ステアリングシャフトと接続される中央部材と、を有するステアリング装置であって、
前記中央部材の前面に設置された第１の音声出力装置と、前記第１の音声出力装置の近傍において前記第１の音声出力装置と同じ向きに設けられた第１の開口部と、の後方であって、前記中央部材の内部に設けられた第１の中央室部と、
前記リム部材の内部に設けられ、前記第１の中央室部と連通する第１のリム室部と、
前記中央部材の前面において前記回転中心を通る中心線に対して、線対称となる位置に設置された第２の音声出力装置と、前記第２の音声出力装置の近傍において前記第２の音声出力装置と同じ向きに設けられた第２の開口部と、の後方であって、前記中央部材の内部に設けられた第２の中央室部と、
前記リム部材の内部に設けられ、前記第２の中央室部と連通する第２のリム室部と、を有し、
前記第１の中央室部及び第１のリム室部により形成される空間と、前記第２の中央室部及び第２のリム室部により形成される空間とは、互いに独立していることを特徴とする。
ステアリング装置に設置される音声出力装置により出力される音声の周波数特性を改善することができる。
図１は、第１の実施形態に係る音声出力システムのシステム構成の一例を示す図である。 図２は、第１の実施形態に係る音声出力システムの各装置の車室内における設置例を示す図である。 図３は、音声信号処理装置のハードウェア構成の一例を示す図である。 図４は、第１の実施形態に係るステアリング装置の構成例を示す第１の図である。 図５は、第１の実施形態に係るステアリング装置の構成例を示す第２の図である。 図６は、第１の実施形態に係るステアリング装置の構成例を示す第３の図である。 図７は、第２の実施形態に係る音声出力システムのシステム構成の一例を示す図である。 図８は、第２の実施形態に係る音声出力システムの音声信号処理装置の機能構成の一例を示す図である。 図９は、第２の実施形態に係るステアリング装置の構成例を示す第１の図である。 図１０は、第２の実施形態に係るステアリング装置の構成例を示す第２の図である。 図１１は、第３の実施形態に係るステアリング装置の構成例を示す図である。 図１２は、第４の実施形態に係るステアリング装置の構成例を示す図である。 図１３は、第５の実施形態に係るステアリング装置の構成例を示す図である。 図１４は、第６の実施形態に係るステアリング装置の外観形状を示す図である。
以下、各実施形態について添付の図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省略する。
［第１の実施形態］
＜音声出力システムのシステム構成＞
はじめに、車両に搭載される、第１の実施形態に係る音声出力システムのシステム構成について説明する。図１は、第１の実施形態に係る音声出力システムのシステム構成の一例を示す図である。
図１に示すように、音声出力システム１２０は、音声信号処理装置１００と、音声出力装置１１１が設置されるステアリング装置１１０とを有する。音声信号処理装置１００と音声出力装置１１１とは、信号の送受信ができるように接続される。
音声信号処理装置１００には、音声発生プログラム等がインストールされている。音声信号処理装置１００は、当該プログラムが実行されることで、音声発生部１０１として機能する。音声発生部１０１は、音声出力信号を生成し、生成した音声出力信号を音声出力装置１１１に送信する。音声出力装置１１１は、音声発生部１０１により送信された音声出力信号を出力する。
＜音声出力システムの設置例＞
次に、音声出力システム１２０の各装置の車室内における設置例について説明する。車両に搭載される音声出力システム１２０において、音声信号処理装置１００の機能は、例えば、ナビゲーション装置において実現される。
図２は、第１の実施形態に係る音声出力システムの各装置の車室内における設置例を示す図である。図２に示すように、音声信号処理装置１００の機能が実現されるナビゲーション装置は、例えば、車室内のセンタコンソールに設置される。また、音声出力装置１１１であるスピーカは、車両の運転者が操作するステアリング装置１１０において、例えば、図２に示す位置に設置される。
なお、ステアリング装置１１０は、運転者が把持する環状形状のリム部材２０１と、リム部材２０１の回転中心において、ステアリングシャフト（不図示）と接続される中央部材２０２とを有する。図２の例は、音声出力装置１１１であるスピーカが、中央部材２０２の下方位置（舵角が０°の場合における下方位置）に設置された様子を示している。
なお、図２に示すように、本実施形態では、車両の幅方向であって、右側から左側に向かう方向をｘ軸方向、車両の高さ方向であって、下側から上側に向かう方向をｚ軸方向としている。更に、図２には示されていないが、本実施形態では、車両の前後方向であって、前方から後方に向かう方向をｙ軸方向としている。
＜音声信号処理装置のハードウェア構成＞
次に、音声信号処理装置１００のハードウェア構成について説明する。図３は、音声信号処理装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
図３に示すように、音声信号処理装置１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）３０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）３０３を有する。ＣＰＵ３０１、ＲＯＭ３０２、ＲＡＭ３０３は、いわゆるコンピュータを形成する。
また、音声信号処理装置１００は、補助記憶装置３０４、操作装置３０５、表示装置３０６、接続装置３０７、通信装置３０８、ドライブ装置３０９を有する。なお、音声信号処理装置１００の各ハードウェアは、バス３１０を介して相互に接続される。
ＣＰＵ３０１は、補助記憶装置３０４にインストールされている各種プログラム（例えば、音声発生プログラム等）を実行する演算デバイスである。
ＲＯＭ３０２は、不揮発性メモリである。ＲＯＭ３０２は、補助記憶装置３０４にインストールされている各種プログラムをＣＰＵ３０１が実行するために必要な各種プログラム等を格納する、主記憶デバイスとして機能する。具体的には、ＲＯＭ３０２はＢＩＯＳ（Basic Input/Output System）やＥＦＩ（Extensible Firmware Interface）等のブートプログラム等を格納する。
ＲＡＭ３０３は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）やＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）等の揮発性メモリである。ＲＡＭ３０３は、補助記憶装置３０４にインストールされている各種プログラムがＣＰＵ３０１によって実行される際に展開される作業領域を提供する、主記憶デバイスとして機能する。
補助記憶装置３０４は、各種プログラムや、各種プログラムの実行に用いられるパラメータ等を格納する補助記憶デバイスである。
操作装置３０５は、運転者による各種指示の入力を受け付ける。操作装置３０５は、各種ボタンスイッチや、所定の操作デバイスであってもよいし、表示装置３０６と一体的に形成されるタッチパネルであってもよい。
接続装置３０７は、音声出力装置１１１と接続し、各種プログラムがＣＰＵ３０１によって実行されることで生成される音声出力信号を、音声出力装置１１１に送信する。なお、音声出力装置１１１との接続は、有線であってもよいし、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の近距離無線であってもよい。通信装置３０８は、ネットワークと通信するための通信デバイスである。
ドライブ装置３０９は記録媒体３２０をセットするためのデバイスである。ここでいう記録媒体３２０には、ＣＤ－ＲＯＭ、フレキシブルディスク、光磁気ディスク等のように情報を光学的、電気的あるいは磁気的に記録する媒体が含まれる。また、記録媒体３２０には、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等のように情報を電気的に記録する半導体メモリ等が含まれていてもよい。
なお、補助記憶装置３０４にインストールされる各種プログラムは、例えば、配布された記録媒体３２０がドライブ装置３０９にセットされ、該記録媒体３２０に記録された各種プログラムがドライブ装置３０９により読み出されることでインストールされる。
＜ステアリング装置の構成＞
次に、ステアリング装置１１０の構成について説明する。ここでは、特に、音声出力装置１１１の設置に関わる構成について説明する。第１の実施形態に係るステアリング装置１１０では、音声出力装置１１１を設置するにあたり、低音域を出力するのに充分な空間を確保すべく、中央部材２０２の内部を空洞化することに加えてリム部材２０１の内部を空洞化させる。これにより、音声出力装置１１１をステアリング装置１１０に設置した際に、音声出力装置１１１のｙ軸方向後方では、中央部材２０２内の空間に加えて、リム部材２０１の環状方向に沿って、密閉された空間を確保することができる。つまり、第１の実施形態に係るステアリング装置１１０によれば、密閉型のステレオ装置と同程度の構成を実現することができ、音声の周波数特性を改善し、低音域を出力することが可能となる。以下、第１の実施形態に係るステアリング装置の構成例（３つの構成例）について説明する。
（１）ステアリング装置の構成例１
図４は、第１の実施形態に係るステアリング装置の構成例を示す第１の図である。このうち、図４（ａ）は、密閉型のステレオ装置を示す模式図である。また、図４（ｂ）は、密閉型のステレオ装置と同程度の構成を実現したステアリング装置１１０の外観構成を示す正面図及び右側面図である。
図４（ｂ）に示すように、音声出力装置１１１は、リム部材２０１の回転中心４０４を含む中央部材２０２の前面の下方位置において、運転者側（ｙ軸方向前方）に向けて設置される。
図４（ｃ）は、ステアリング装置１１０を、図４（ｂ）の一点鎖線４０２に沿って切断した場合の正面断面図と、図４（ｂ）の一点鎖線４０１に沿って切断した場合の側面断面図とを示している。
図４（ｃ）に示すように、中央部材２０２のうち、音声出力装置１１１が設置された位置のｙ軸方向後方には、空間（第１の中央室部）４１１が設けられている。また、リム部材２０１の内部には、リム部材２０１の環状形状に沿って全周にわたって空間（第１のリム室部）４１２が設けられている。更に、第１の中央室部４１１と第１のリム室部４１２とは、連通されている。これにより、音声出力装置１１１が設置された位置のｙ軸方向後方において、低音域を出力するのに充分な、密閉された空間を確保することができる。
（２）ステアリング装置の構成例２
図５は、第１の実施形態に係るステアリング装置の構成例を示す第２の図である。このうち、図５（ａ）は、密閉型のステレオ装置と同程度の構成を実現したステアリング装置５１０であって、第１のリム室部５１２が、リム部材２０１の環状形状の一部に形成された様子を示している。
図５（ａ）に示すように、音声出力装置１１１が低音域を出力するのに充分な空間を確保できれば、第１のリム室部５１２は、リム部材２０１の内部において、環状形状の全周に沿って設けられる必要はない。つまり、第１のリム室部５１２は、リム部材２０１の内部において、環状形状の一部に設けられてもよい。
図５（ｂ）は、密閉型のステレオ装置と同程度の構成を実現したステアリング装置５２０であって、第１のリム室部５１２が、リム部材２０１の内部において、環状形状の一部に形成された様子を示している。なお、図５（ｂ）の場合、音声出力装置１１１が、中央部材２０２に向かってｘ軸方向左側に設置されているため、第１の中央室部４１１は、中央部材２０２に向かってｘ軸方向左側に設けられている。また、第１のリム室部５１２は、リム部材２０１の環状形状の一部として、左側部分の内部に設けられている。
（３）ステアリング装置の構成例３
図４及び図５の例では、音声出力システム１２０が、１台の音声出力装置１１１を有する場合のステアリング装置の構成例について説明した。しかしながら、音声出力システム１２０は、２台の音声出力装置を有していてもよい。
図６は、第１の実施形態に係るステアリング装置の構成例を示す第３の図である。このうち、図６（ａ）は、密閉型のステレオ装置と同程度の構成を実現したステアリング装置６１０であって、２台の音声出力装置が設置されたステアリング装置６１０の外観構成を示す正面図及び右側面図である。
図６（ａ）に示すように、２台の音声出力装置は、例えば、回転中心４０４を通る直線（ｚ軸方向の直線（不図示））に対して線対称に設置してもよい。具体的には、ステアリング装置６１０の中央部材２０２の前面左右位置に、音声出力装置６１１、６１２として設置してもよい。あるいは、ステアリング装置６１０のリム部材２０１の前面に、音声出力装置６２１＿１、６２２＿１として設置してもよい。あるいは、ステアリング装置６１０のリム部材２０１の前面に、音声出力装置６２１＿２、６２２＿２として設置してもよい。あるいは、ステアリング装置６１０のリム部材２０１の前面に、音声出力装置６２１＿３、６２２＿３として設置してもよい。
また、２台の音声出力装置は、例えば、回転中心４０４に対して、点対称に設置してもよい。具体的には、ステアリング装置６１０のリム部材２０１の前面に、音声出力装置６２１＿１、６２２＿３として設置してもよい。あるいは、ステアリング装置６１０のリム部材２０１の前面に、音声出力装置６２１＿３、６２２＿１として設置してもよい。
図６（ｂ）は、ステアリング装置６１０を、図６（ａ）の一点鎖線４０２に沿って切断した場合の正面断面図と、図６（ａ）の一点鎖線４０１に沿って切断した場合の側面断面図とを示している。
図６（ｂ）に示すように、中央部材２０２の内部のうち、音声出力装置６１１が設置された位置のｙ軸方向後方には、空間（第１の中央室部）６３１＿１が設けられている。また、音声出力装置６１２が設置された位置のｙ軸方向後方には、空間（第２の中央室部）６３２＿１が設けられている。
また、リム部材２０１の内部には、リム部材２０１の環状形状に沿って、その一部に第１の中央室部６３１＿１と連通する空間（第１のリム室部）６３１＿２が設けられている。更に、リム部材２０１の内部には、リム部材２０１の環状形状に沿って、その一部に第２の中央室部６３２＿１と連通する空間（第２のリム室部）６３２＿２が設けられている。このとき、第１の中央室部６３１＿１と第１のリム室部６３１＿２の体積の総和と、第２の中央室部６３２＿１と第２のリム室部６３２＿２の体積の総和とは、概ね等しく構成されているものとする。
なお、第１のリム室部６３１＿２と第２のリム室部６３２＿２との間は、連通しておらず、互いに独立した空間を形成している。具体的には、第１のリム室部６３１＿２と第２のリム室部６３２＿２との間には、隔壁部が設けられているものとする。
これにより、２台の音声出力装置が線対称または点対称に設置されたそれぞれの位置のｙ軸方向後方において、低音域を出力するのに充分な、密閉された空間を確保することができる。
＜まとめ＞
以上の説明から明らかなように、第１の実施形態に係るステアリング装置は、
・運転者が把持する環状形状のリム部材と、該リム部材の回転中心において、ステアリングシャフトと接続される中央部材と、を有する。
・音声信号を出力する音声出力装置が、中央部材の前面またはリム部材の前面に設置される。
・リム部材の環状形状に沿って内部に設けられ、１台の音声出力装置または２台の音声出力装置それぞれの後方の空間と連通するリム室部を有する。
このように、リム部材の内部に空間を形成することで、第１の実施形態に係るステアリング装置によれば、低音域を出力するのに充分な密閉された空間を、音声出力装置の後方に確保することができる。この結果、音声出力装置により出力される音声の周波数特性を改善することができる。
［第２の実施形態］
上記第１の実施形態では、音声発生部において生成された音声出力信号を、１台または２台の音声出力装置に送信する音声出力システムについて説明した。これに対して、第２の実施形態では、音声発生部において生成された音声信号を信号処理部が処理し、２台の音声出力装置に送信することで、運転者の所定の部位に音声を定位させる音声出力システムについて説明する。
＜音声出力システムのシステム構成＞
はじめに、車両に搭載される、第２の実施形態に係る音声出力システムのシステム構成について説明する。図７は、第２の実施形態に係る音声出力システムのシステム構成の一例を示す図である。
図７に示すように、音声出力システム７２０は、音声信号処理装置７００と、音声出力装置（第１の音声出力装置、第２の音声出力装置）７１１、７１２が設置されるステアリング装置７１０とを有する。音声信号処理装置７００と音声出力装置７１１、７１２とは、信号の送受信ができるように接続される。
音声信号処理装置７００には、音声発生プログラムに加えて、信号処理プログラムがインストールされている。音声信号処理装置７００は、当該プログラムが実行されることで、音声発生部７０１、信号処理部７０２として機能する。
音声発生部７０１は、音声信号を生成し、生成した音声信号を信号処理部７０２に入力する。信号処理部７０２は、音声発生部７０１により入力された音声信号について信号処理を行うことで音声出力信号を生成し、音声出力装置７１１、７１２に送信する。音声出力装置７１１、７１２は、信号処理部７０２より送信された音声出力信号（第１の音声出力信号、第２の音声出力信号）を出力する。
＜音声信号処理装置の機能構成＞
次に、音声信号処理装置７００の機能構成について説明する。図８は、第２の実施形態に係る音声出力システムの音声信号処理装置の機能構成の一例を示す図である。図８に示すように、音声信号処理装置７００の信号処理部７０２は、定位フィルタ８０１、８０２、クロストークキャンセル部８１０を有する。
定位フィルタ８０１は、音声発生部７０１において生成された音声信号の音声が、運転者８２０の右方向から聞こえてくるように設計されたフィルタである。定位フィルタ８０１においてフィルタ処理された音声信号は、クロストークキャンセル部８１０に入力される。
定位フィルタ８０２は、音声信号の音声が、運転者８２０の左方向から聞こえてくるように設計されたフィルタである。定位フィルタ８０２においてフィルタ処理された音声信号は、クロストークキャンセル部８１０に入力される。
クロストークキャンセル部８１０は、定位フィルタ８０１、８０２により入力された、フィルタ処理後の音声信号に対して、パラメータＡ～Ｄを乗算する。なお、パラメータＡ～Ｄは、下式に基づいて算出される。
Figure 0007024854000001
 上式において、"ｈＦＲ"は、音声出力装置７１１から運転者８２０の右耳の耳元までの音声の伝達特性を示す計測値であり、"ｈＦＬ"は、音声出力装置７１２から運転者８２０の左耳の耳元までの音声の伝達特性を示す計測値である。また、"ｈＣＲ"は、音声出力装置７１１から運転者８２０の左耳の耳元までの音声の伝達特性を示す計測値であり、"ｈＣＬ"は、音声出力装置７１２から運転者８２０の右耳の耳元までの音声の伝達特性を示す計測値である。
乗算器８１１は、定位フィルタ８０１より入力された、フィルタ処理後の音声信号にパラメータＡを乗算する。乗算器８１２は、定位フィルタ８０２より入力された、フィルタ処理後の音声信号にパラメータＢを乗算する。
乗算器８１３は、定位フィルタ８０１より入力された、フィルタ処理後の音声信号にパラメータＣを乗算する。乗算器８１４は、定位フィルタ８０２より入力された、フィルタ処理後の音声信号にパラメータＤを乗算する。
加算器８１５は、乗算器８１１及び乗算器８１２においてそれぞれパラメータＡ、Ｂが乗算された音声信号を加算し、音声出力信号として音声出力装置７１１に送信する。加算器８１６は、乗算器８１３及び乗算器８１４においてそれぞれパラメータＣ、Ｄが乗算された音声信号を加算し、音声出力信号として音声出力装置７１２に送信する。
これにより、音声信号処理装置７００では、音声発生部７０１において生成した音声信号の音声を、運転者８２０の右耳の耳元及び左耳の耳元に定位させることができる。
＜ステアリング装置の構成＞
次に、ステアリング装置７１０の構成について説明する。第２の実施形態に係るステアリング装置７１０では、音声出力装置７１１、７１２を設置するにあたり、低音域を出力するのに充分な空間をそれぞれ確保すべく、中央部材２０２の内部において２箇所を空洞化する。加えて、リム部材２０１の内部において２箇所を空洞化する。これにより、音声出力装置７１１、７１２それぞれをステアリング装置７１０に設置した際、音声出力装置７１１、７１２のｙ軸方向後方では、中央部材２０２内の空間に加えて、リム部材２０１の環状方向に沿って、密閉された空間を確保することができる。つまり、第２の実施形態に係るステアリング装置７１０によれば、密閉型のステレオ装置と同程度の構成を実現することができ、音声の周波数特性を改善し、低音域を出力することが可能となる。以下、第２の実施形態に係るステアリング装置の構成例（２つの構成例）について説明する。
（１）ステアリング装置の構成例１
図９は、第２の実施形態に係るステアリング装置の構成を示す第１の図である。このうち、図９（ａ）は、密閉型のステレオ装置と同程度の構成を実現したステアリング装置７１０の外観構成を示す正面図及び右側面図である。
図９（ａ）に示すように、音声出力装置７１１、７１２は、リム部材２０１の回転中心４０４を含む中央部材２０２の前面において、運転者側（ｙ軸方向前方）に向けて設置される。また、音声出力装置７１１、７１２は、中央部材２０２の前面左右位置において、回転中心４０４を通る直線（ｚ軸方向の直線（不図示））に対して線対称に設置される。
図９（ｂ）は、ステアリング装置７１０を、図９（ａ）の一点鎖線４０２に沿って切断した場合の正面断面図と、図９（ａ）の一点鎖線４０１に沿って切断した場合の側面断面図とを示している。
図９（ｂ）に示すように、中央部材２０２の内部のうち、音声出力装置７１１が設置された位置のｙ軸方向後方には、空間（第１の中央室部）６３１＿１が設けられている。また、音声出力装置７１２が設置された位置のｙ軸方向後方には、空間（第２の中央室部）６３２＿１が設けられている。
また、リム部材２０１の内部には、リム部材２０１の環状形状に沿って、その一部に、第１の中央室部６３１＿１に連通する空間（第１のリム室部）６３１＿２が設けられている。更に、リム部材２０１の内部には、リム部材２０１の環状形状に沿って、その一部に、第２の中央室部６３２＿１に連通する空間（第２のリム室部）６３２＿２が設けられている。このとき、第１の中央室部６３１＿１と第１のリム室部６３１＿２の体積の総和と、第２の中央室部６３２＿１と第２のリム室部６３２＿２の体積の総和とは、概ね等しく構成されているものとする。
なお、第１のリム室部６３１＿２と第２のリム室部６３２＿２との間は、連通しておらず、互いに独立した空間を形成する。具体的には、第１のリム室部６３１＿２と第２のリム室部６３２＿２との間には、隔壁部が設けられているものとする。
これにより、音声出力装置７１１、７１２が線対称に設置されたそれぞれの位置のｙ軸方向後方において、低音域を出力するのに充分な、密閉された空間を確保することができる。
（２）ステアリング装置の構成例２
図１０は、第２の実施形態に係るステアリング装置の構成例を示す第２の図である。図９との相違点は、ステアリング装置１０１０において、音声出力装置７１１、７１２が、中央部材２０２の前面ではなく、リム部材２０１の前面において、運転者側（ｙ軸方向前方）に向けて設置されている点である。ただし、図９と同様に、音声出力装置７１１、７１２は、回転中心４０４を通る直線（ｚ軸方向の直線）に対して線対称に設置されている。
図１０（ｂ）は、ステアリング装置１０１０を、図１０（ａ）の一点鎖線４０２に沿って切断した場合の正面断面図と、図１０（ａ）の一点鎖線４０１に沿って切断した場合の側面断面図とを示している。
図９（ｂ）との相違点は、音声出力装置７１１、７１２が、リム部材２０１の前面に設置されているため、中央部材２０２の内部には、第１の中央室部６３１＿１、第２の中央室部６３２＿１が設けられていない点である。
このように、リム部材２０１の内部に設けられた第１のリム室部６３１＿２、第２のリム室部６３２＿２により、低音域を出力するのに充分な空間を確保できる場合にあっては、音声出力装置７１１、７１２は、リム部材２０１の前面に設置してもよい。
なお、音声出力装置７１１、７１２は、線対称であれば、図６で説明したように、他の設置位置であってもよいことはいうまでもない。
＜まとめ＞
以上の説明から明らかなように、第２の実施形態に係る音声出力システムは、
・運転者が把持する環状形状のリム部材と、該リム部材の回転中心において、ステアリングシャフトと接続される中央部材と、を有するステアリング装置を有する。
・音声信号を出力する２台の音声出力装置が、中央部材の前面またはリム部材の前面に、回転中心を通る中心線（ｚ軸方向の直線）に線対称に設置される。
・リム部材の環状形状に沿って内部に設けられ、２台の音声出力装置それぞれの後方の空間と連通するリム室部を有する。
・信号処理部を有し、音声出力装置より出力される音声を、運転者の所定の部位に定位させるよう、音声発生部により生成される音声信号を処理する。
このように、リム部材の内部に空間を形成することで、第２の実施形態に係る音声出力システムによれば、低音域を出力するのに充分な密閉された空間を、２台の音声出力装置それぞれの後方に確保することができる。この結果、２台の音声出力装置により出力される音声の周波数特性を改善することができる。更に、第２の実施形態に係る音声出力システムによれば、２台の音声出力装置から出力される音声を、運転者の所定の部位に定位させることができる。
［第３の実施形態］
上記第２の実施形態では、運転者の所定の部位に定位させるように処理された音声信号を、２台の音声出力装置を用いて出力するにあたり、ステアリング装置において、密閉型のステレオ装置と同程度の構成を実現した。
これに対して、第３の実施形態では、２台の音声出力装置それぞれに対応付けて、更に、開口部を設けることで、ステアリング装置において、バスレフ型のステレオ装置と同程度の構成を実現し、ヘルムホルツ共鳴によって低音域を増幅させる。以下、第３の実施形態について、上記第２の実施形態との相違点を中心に説明する。
＜ステアリング装置の構成＞
図１１は、第３の実施形態に係るステアリング装置の構成例を示す図である。このうち、図１１（ａ）は、バスレフ型のステレオ装置を示す模式図である。また、図１１（ｂ）は、バスレフ型のステレオ装置と同程度の構成を実現したステアリング装置１１１０の外観構成を示す正面図及び右側面図である。
図９（ｂ）との相違点は、中央部材２０２の前面において、音声出力装置７１１から距離ＤＲ－Ｒの位置に、開口部（第１の開口部）１１１１が設けられている点である。また、中央部材２０２の前面において、音声出力装置７１２から距離ＤＬ－Ｌの位置に、開口部（第２の開口部）１１１２が設けられている点である。
開口部１１１１、１１１２は、ｙ軸方向に筒状の形状を有しており、筒の長さ及び筒の断面積は、第１の中央室部６３１＿１と第１のリム室部６３１＿２との体積の総和（または第２の中央室部６３２＿１と第２のリム室部６３２＿２との体積の総和）に依存する。
なお、図１１（ｂ）において、開口部１１１１、１１１２は、音声出力装置７１１、７１２に対して、下式を満たす位置に設けられるものとする。
・ＤＬ－Ｌ＜ＤＬ－Ｒ
・ＤＲ－Ｒ＜ＤＲ－Ｌ
図１１（ｃ）は、ステアリング装置１１１０を、図１１（ｂ）の一点鎖線４０２に沿って切断した場合の正面断面図と、図１１（ｂ）の一点鎖線４０１に沿って切断した場合の側面断面図とを示している。なお、図１１（ｃ）において、第１の中央室部６３１＿１、第２の中央室部６３２＿１、第１のリム室部６３１＿２、第２のリム室部６３２＿２は、図９（ｂ）において説明済みであるため、ここでは説明を省略する。
＜まとめ＞
以上の説明から明らかなように、第３の実施形態に係るステアリング装置は、
・運転者が把持する環状形状のリム部材と、該リム部材の回転中心において、ステアリングシャフトと接続される中央部材と、を有する。
・音声信号を出力する２台の音声出力装置が、中央部材の前面に、回転中心を通る中心線（ｚ軸方向の直線）に対して線対称に設置される。
・中央部材の前面の２台の音声出力装置それぞれの近傍に、開口部が設けられる。
・中央部材の内部であって、音声出力装置及び開口部の後方に、第１の中央室部及び第２の中央室部が設けられる。
・リム部材の環状形状に沿って内部に設けられた、第１の中央室部と連通する第１のリム室部と、第２の中央室部と連通する第２のリム室部とを有する。
このように、リム部材の内部に空間を形成することで、第３の実施形態に係るステアリング装置によれば、２台の音声出力装置が低音域を出力するのに充分な空間を確保しつつ、ヘルムホルツ共鳴によって低音域を増幅させることができる。この結果、２台の音声出力装置により出力される音声の周波数特性を改善することができる。
なお、第３の実施形態では、運転者８２０の所定の部位に定位させる信号処理を行うことを前提として、開口部１１１１、１１１２を音声出力装置７１１、７１２の近傍に設けるものとして説明した。しかしながら、運転者８２０の所定の部位に定位させる信号処理を行わない場合にあっては、開口部１１１１、１１１２は、音声出力装置７１１、７１２の近傍に設けなくてもよい。また、開口部１１１１、１１１２は、中央部材２０２の後面に設けてもよい。
［第４の実施形態］
上記第３の実施形態では、ステアリング装置において、バスレフ型のステレオ装置と同程度の構成を実現する場合について説明した。これに対して、第４の実施形態では、ステアリング装置において、バックロードホーン型のステレオ装置と同程度の構成を実現する。以下、第４の実施形態について、上記第３の実施形態との相違点を中心に説明する。
＜ステアリング装置の構成＞
図１２は、第４の実施形態に係るステアリング装置の構成例を示す図である。このうち、図１２（ａ）は、バックロードホーン型のステレオ装置を示す模式図である。また、図１２（ｂ）は、バックロードホーン型のステレオ装置と同程度の構成を実現したステアリング装置１２１０の外観構成を示す正面図及び右側面図である。
図１１（ｂ）との相違点は、中央部材２０２の前面において、開口部１２１１、１２１２が設けられている点である。なお、図１１（ｂ）で示した開口部１１１１、１１１２とは、音声出力装置７１１、７１２から開口部１１１１、１１１２までの音声の伝播経路が異なっている。
図１２（ｃ）は、ステアリング装置１２１０を、図１２（ａ）の一点鎖線４０２に沿って切断した場合の正面断面図と、図１２（ａ）の一点鎖線４０１に沿って切断した場合の側面断面図とを示している。
図１２（ｃ）に示すように、第１の中央室部１２２１＿１、第１のリム室部１２２１＿２には、音声の伝播経路を規定する仕切り部１２０１が設けられている。同様に、第２の中央室部１２２２＿１、第２のリム室部１２２２＿２には、音声の伝播経路を規定する仕切り部１２０２が設けられている。
これにより、例えば、音声出力装置７１２の後方から出力された音声は、矢印に沿って第２の中央室部１２２２＿１、第２のリム室部１２２２＿２内を伝播し、開口部１２１２から外部に出力される。なお、図１２（ｃ）においては、音声出力装置７１２の後方から出力された音声についての伝播経路を矢印で示し、音声出力装置７１１の後方から出力された音声についての伝播経路の矢印については省略している。しかしながら、音声出力装置７１１の後方から出力された音声も、同様の伝播経路で伝播し、開口部１２１１から外部に出力されることはいうまでもない。
ここで、図１２（ｃ）に示すように、第２のリム室部１２２２＿２内において、仕切り部１２０２は、音声の伝播順序に従って、断面積が徐々に大きくなるように構成されている。
具体的には、第２の中央室部１２２２＿１と第２のリム室部１２２２＿２との境界部分（スロート部分）が最も断面積が小さくなっている。そして、第２のリム室部１２２２＿２内については、断面形状１２３１～１２３３に示すとおり断面積が徐々に大きくなっている。
例えば、断面形状１２３１において、領域ｉは、音声出力装置７１２の後方から出力された音声が、１番目に通過する領域である。また、断面形状１２３１において、領域ｉｉは、音声出力装置７１２の後方から出力された音声が、２番目に通過する領域である。
また、断面形状１２３２において、領域ｉｉｉは、音声出力装置７１２の後方から出力された音声が、３番目に通過する領域である。一方、断面形状１２３２において、領域ｖｉは、音声出力装置７１２の後方から出力された音声が、最後に通過する領域である。
また、断面形状１２３３において、領域ｉｖは、音声出力装置７１２の後方から出力された音声が、４番目に通過する領域である。また、断面形状１２３３において、領域ｖは、音声出力装置７１２の後方から出力された音声が、５番目に通過する領域である。
断面形状１２３１～１２３３に示すように、音声の伝播順序に従って、領域ｉ→領域ｉｉ→領域ｉｉｉ→領域ｉｖ→領域ｖ→領域ｖｉの順で、断面積が大きくなっている。このように、音声の伝播順序に従って断面積が大きくなるように構成することで、ステアリング装置１２１０において、バックロードホーン型のスピーカ装置と同程度の構成を実現することができる。
＜まとめ＞
以上の説明から明らかなように、第４の実施形態に係るステアリング装置は、
・運転者が把持する環状形状のリム部材と、該リム部材の回転中心において、ステアリングシャフトと接続する中央部材と、を有する。
・音声信号を出力する２台の音声出力装置が、中央部材の前面に、回転中心を通る中心線（ｚ軸方向の直線）に対して線対称に設置される。
・中央部材の前面の２台の音声出力装置それぞれの近傍に、開口部が設けられる。
・中央部材の内部であって、音声出力装置及び開口部の後方に、第１の中央室部及び第２の中央室部が設けられる。
・リム部材の環状形状に沿って内部に設けられた、第１の中央室部と連通する第１のリム室部と、第２の中央室部と連通する第２のリム室部とを有する。
・第１の中央室部、第２の中央室部、第１のリム室部、第２のリム室部それぞれに、音声出力装置から開口部までの音声の伝播経路を規定する仕切り部が設けられる。
・仕切り部により規定された音声の伝播経路の断面積が、音声の伝播順序に従って徐々に大きくなるように構成される。
このように、リム部材の内部に空間を形成することで、第４の実施形態に係るステアリング装置によれば、２台の音声出力装置が低音域を出力するのに充分な空間を確保しつつ、バックロードホーン型のスピーカ装置と同程度の構成を実現することができる。この結果、２台の音声出力装置により出力される音声の周波数特性を改善することができる。
なお、第４の実施形態では、運転者８２０の所定の部位に定位させる信号処理を行うことを前提として、開口部１２１１、１２１２を音声出力装置７１１、７１２の近傍に設けるものとして説明した。しかしながら、運転者８２０の所定の部位に定位させる信号処理を行わない場合にあっては、開口部１２１１、１２１２は、音声出力装置７１１、７１２の近傍に設けなくてもよい。また、開口部１２１１、１２１２は、中央部材２０２の後面に設けてもよい。
更に、第４の実施形態では、仕切り部により音声の伝播経路を規定するものとして説明したが、例えば、リム部材２０２の内部に、音声の伝播順序に従って断面積が徐々に大きくなる管を挿入することで音声の伝播経路を規定してもよい。
［第５の実施形態］
上記第４の実施形態では、ステアリング装置において、バックロードホーン型のスピーカ装置と同程度の構成を実現する場合について説明した。これに対して、第５の実施形態では、ステアリング装置において、ドロンコーン型のスピーカ装置と同程度の構成を実現する。以下、第５の実施形態について、上記第４の実施形態との相違点を中心に説明する。
＜ステアリング装置の構成＞
図１３は、第５の実施形態に係るステアリング装置の構成例を示す図である。このうち、図１３（ａ）は、ドロンコーン型のスピーカ装置を示す模式図である。また、図１３（ｂ）は、ドロンコーン型のスピーカ装置と同程度の構成を実現したステアリング装置１３１０の外観構成を示す正面図及び右側面図である。
図１２（ｂ）との相違点は、中央部材２０２の前面において、パッシブラジエータ（第１のパッシブラジエータ、第２のパッシブラジエータ）１３１１、１３１２が設置されている点である。なお、パッシブラジエータ１３１１、１３１２とは、音声出力装置７１１、７１２から、電磁気回路を取り除いたものである。パッシブラジエータ１３１１、１３１２は、第１の中央室部６３１＿１、第２の中央室部６３２＿１内の空気の振動により動作する。
なお、パッシブラジエータ１３１１、１３１２の大きさ、質量は、第１の中央室部６３１＿１と第１のリム室部６３１＿２との体積の総和（または第２の中央室部６３２＿１と第２のリム室部６３２＿２との体積の総和）に依存する。
図１３（ｃ）は、ステアリング装置１３１０を、図１３（ｂ）の一点鎖線４０２に沿って切断した場合の正面断面図と、図１３（ｂ）の一点鎖線４０１に沿って切断した場合の側面断面図とを示している。なお、図１３（ｃ）において、第１の中央室部６３１＿１、第２の中央室部６３２＿１、第１のリム室部６３１＿２、第２のリム室部６３２＿２は、図９（ｂ）において説明済みであるため、ここでは説明を省略する。
＜まとめ＞
以上の説明から明らかなように、第５の実施形態に係るステアリング装置は、
・運転者が把持する環状形状のリム部材と、該リム部材の回転中心において、ステアリングシャフトと接続される中央部材と、を有する。
・音声信号を出力する２台の音声出力装置が、中央部材の前面に、回転中心を通る中心線（ｚ軸方向の直線）に対して線対称に設置される。
・中央部材の前面の２台の音声出力装置それぞれの近傍に、パッシブラジエータが設置される。
・中央部材の内部であって、音声出力装置及びパッシブラジエータの後方に、第１の中央室部及び第２の中央室部が設けられる。
・リム部材の環状形状に沿って内部に設けられた、第１の中央室部と連通する第１のリム室部と、第２の中央室部と連通する第２のリム室部とを有する。
このように、リム部材の内部に空間を形成することで、第５の実施形態に係るステアリング装置によれば、２台の音声出力装置が低音域を出力するのに充分な空間を確保しつつ、ドロンコーン型のスピーカと同程度の構成を実現することができる。この結果、２台の音声出力装置により出力される音声の周波数特性を改善することができる。
なお、第５の実施形態では、運転者８２０の所定の部位に定位させる信号処理を行うことを前提として、パッシブラジエータ１３１１、１３１２を音声出力装置７１１、７１２の近傍に設けるものとして説明した。しかしながら、運転者８２０の所定の部位に定位させる信号処理を行わない場合にあっては、パッシブラジエータ１３１１、１３１２は、音声出力装置７１１、７１２の近傍に設けなくてもよい。また、パッシブラジエータ１３１１、１３１２は、中央部材２０２の後面に設けてもよい。
［第６の実施形態］
上記第１乃至第５の実施形態では、ステアリング装置１１０のリム部材が、１つの環状形状を有しているものとして説明した。しかしながら、ステアリング装置のリム部材は、１つの環状形状を有していなくてもよい。
図１４は、第６の実施形態に係るステアリング装置の外観形状を示す図である。図１４に示すステアリング装置１４１０は、リム部材１４０１、１４０２が左右にそれぞれ設けられ、２つの環状形状を有している。一方で、ステアリング装置１４１０は、リム部材１４０１、１４０２の回転中心４０４において、ステアリングシャフトと接続される中央部材２０２を有する。
したがって、ステアリング装置１４１０においても、上記第２乃至第５の実施形態と同様に、音声出力装置７１１、７１２を、回転中心４０４を含む中央部材２０２の前面において、運転者側（ｙ軸方向前方）に向けて設置することができる。なお、音声出力装置７１１、７１２は、中央部材２０２の前面において、回転中心４０４を通る直線（ｚ軸方向の直線）に対して線対称に設置されるものとする。
これにより、上記第２乃至第５の実施形態と同様に、第１の中央室部、第２の中央室部、第１のリム室部、第２のリム室部を設けることが可能となり、上記第２乃至第５の実施形態と同様の効果を得ることができる。
なお、上記実施形態に挙げた構成等に、その他の要素との組み合わせ等、ここで示した構成に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。
１００ ：音声信号処理装置
１０１ ：音声発生部
１１０ ：ステアリング装置
１１１ ：音声出力装置
１２０ ：音声出力システム
２０１ ：リム部材
２０２ ：中央部材
４０４ ：回転中心
４１１ ：第１の中央室部
４１２ ：第１のリム室部
５１０ ：ステアリング装置
５１２ ：第１のリム室部
５２０ ：ステアリング装置
６３１＿１ ：第１の中央室部
６３１＿２ ：第１のリム室部
６３２＿１ ：第２の中央室部
６３２＿２ ：第２のリム室部
７００ ：音声信号処理装置
７０１ ：音声発生部
７０２ ：信号処理部
７１０ ：ステアリング装置
７１１、７１２ ：音声出力装置
７２０ ：音声出力システム
１０１０ ：ステアリング装置
１１１０ ：ステアリング装置
１１１１、１１１２ ：開口部
１２０１、１２０２ ：仕切り部
１２１０ ：ステアリング装置
１２１１、１２１２ ：開口部
１２２１＿１ ：第１の中央室部
１２２１＿２ ：第１のリム室部
１２２２＿１ ：第２の中央室部
１２２２＿２ ：第２のリム室部
１３１０ ：ステアリング装置
１３１１、１３１２ ：パッシブラジエータ
１４１０ ：ステアリング装置
１４０１、１４０２ ：リム部材

Claims (5)

  1. リム部材と、
    前記リム部材の回転中心において、ステアリングシャフトと接続される中央部材と、を有するステアリング装置であって、
    前記中央部材の前面に設置された第１の音声出力装置と、前記第１の音声出力装置の近傍において前記第１の音声出力装置と同じ向きに設けられた第１の開口部と、の後方であって、前記中央部材の内部に設けられた第１の中央室部と、
    前記リム部材の内部に設けられ、前記第１の中央室部と連通する第１のリム室部と、
    前記中央部材の前面において前記回転中心を通る中心線に対して、線対称となる位置に設置された第２の音声出力装置と、前記第２の音声出力装置の近傍において前記第２の音声出力装置と同じ向きに設けられた第２の開口部と、の後方であって、前記中央部材の内部に設けられた第２の中央室部と、
    前記リム部材の内部に設けられ、前記第２の中央室部と連通する第２のリム室部と、を有し、
    前記第１の中央室部及び第１のリム室部により形成される空間と、前記第２の中央室部及び第２のリム室部により形成される空間とは、互いに独立していることを特徴とするステアリング装置。
  2. リム部材と、
    前記リム部材の回転中心において、ステアリングシャフトと接続される中央部材と、を有するステアリング装置であって、
    前記中央部材の前面に設置された第１の音声出力装置と、前記第１の音声出力装置の近傍において前記第１の音声出力装置と同じ向きに設置された第１のパッシブラジエータと、の後方であって、前記中央部材の内部に設けられた第１の中央室部と、
    前記リム部材の内部に設けられ、前記第１の中央室部と連通する第１のリム室部と、
    前記中央部材の前面において前記回転中心を通る中心線に対して、線対称となる位置に設置された第２の音声出力装置と、前記第２の音声出力装置の近傍において前記第２の音声出力装置と同じ向きに設置された第２のパッシブラジエータと、の後方であって、前記中央部材の内部に設けられた第２の中央室部と、
    前記リム部材の内部に設けられ、前記第２の中央室部と連通する第２のリム室部と、を有し、
    前記第１の中央室部及び第１のリム室部により形成される空間と、前記第２の中央室部及び第２のリム室部により形成される空間とは、互いに独立していることを特徴とするステアリング装置。
  3. 前記第１の開口部は、前記第１の音声出力装置の後方から出力され、
    内部の仕切り部によって前記第１の音声出力装置の後方との間が仕切られた前記第１の中央室部と、
    環状形状に沿って設けられた内部の仕切り部によって、その一部が内側と外側とに仕切られた前記第１のリム室部と、
    を含む第１の伝播経路を伝播した音声を出力し、
    前記第２の開口部は、前記第２の音声出力装置の後方から出力され、
    内部の仕切り部によって前記第２の音声出力装置の後方との間が仕切られた前記第２の中央室部と、
    環状形状に沿って設けられた内部の仕切り部によって、その一部が内側と外側とに仕切られた前記第２のリム室部と、
    を含む第２の伝播経路を伝播した音声を出力し、
    前記第１の伝播経路の第１のリム室部及び前記第２の伝播経路の第２のリム室部は、それぞれ、環状形状に沿って設けられた内部の仕切り部によって仕切られた空間の断面積が、音声の伝播順序に従って大きくなるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のステアリング装置。
  4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載のステアリング装置と、
    前記第１の音声出力装置及び前記第２の音声出力装置に送信する第１の音声出力信号と第２の音声出力信号とを生成する音声信号処理装置と、を有することを特徴とする音声出力システム。
  5. 前記音声信号処理装置は、
    前記ステアリング装置を操作する運転者の所定の部位に定位させるための処理を行うことで、前記第１の音声出力信号と前記第２の音声出力信号とを生成することを特徴とする請求項４に記載の音声出力システム。
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