JP7344085B2 - Electronic devices and ultrasonic transmission/reception methods in electronic devices - Google Patents
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Description
本発明は、ユーザに音声案内等の音声メッセージを提供する電子機器および超音波送受信方法に関する。 The present invention relates to an electronic device and an ultrasonic transmission/reception method that provide audio messages such as audio guidance to users.
近年、多くの電子機器には、ユーザに対して警報音のみならず音声による操作案内、注意喚起等を提供する機能が搭載されている。例えば、デジタル複合機において、ユーザフレンドリーの観点から、起動時のメッセージ、操作時における使用方法の音声案内、紙切れ、トナー切れが発生した旨の音声通知、紙切れ、トナー切れになる旨の警告をする音声通知、原稿読取部における原稿の取り忘れの報知、あるいは排紙トレイにおける用紙の取り忘れの報知等を発する態様がある。 In recent years, many electronic devices have been equipped with functions that provide users with not only alarm sounds but also audio operational guidance, alerts, and the like. For example, from a user-friendly point of view, digital multifunction devices may display a message when starting up, an audio guide on how to use the product during operation, an audio notification that the machine is out of paper or toner, and a warning that the machine is running out of paper or toner. There are modes in which a voice notification, a notification that a document has been left in the document reading section, a notification that a paper has been left in the paper output tray, etc. are issued.
一方、複合機に代表されるビジネス用途の電子機器は、オフィス等の設置場所によっては、静音環境の保持が要求される。そのため、上述した音声案内等が複合機の周囲に拡がる態様で発せられた場合、その音声案内等が邪魔となってオフィスでの業務に支障を与える等の不具合が生じることが想定される。 On the other hand, electronic devices for business use, such as multifunction peripherals, are required to maintain a quiet environment depending on the installation location, such as an office. Therefore, if the above-mentioned voice guidance etc. are emitted in a manner that spreads around the multifunction device, it is assumed that the voice guidance etc. will become a nuisance and cause problems such as interfering with office work.
警報音を周囲に拡散させないという観点から考案された技術として、例えば特許文献１には、電動モータで駆動される走行音の小さい車両において、指向性の高いスピーカを使用することで、車両の接近を警報音により歩行者等に報知するとともに、車両周辺に警報音を拡散させない自動車接近警告システムが記載されている。
As a technique devised from the viewpoint of preventing the alarm sound from dispersing to the surroundings, for example,
特許文献１では、車両の接近を報知する対象である歩行者等を、ステレオカメラの撮像画像より生成した視差画像をもとに検知している。そのため、周辺への警報音の拡散防止を行う際に画像処理が必要となり、それが装置構成を複雑化するとともに装置のコストアップになるという問題がある。
In
そこで、本発明は上記課題を解決するため、電子機器の周囲に居るユーザにのみ音声案内等を送信可能にする電子機器および超音波送受信方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, it is an object of the present invention to provide an electronic device and an ultrasonic transmission/reception method that make it possible to transmit voice guidance etc. only to users who are around the electronic device.
本発明の電子機器によれば、複数の装置機能を有する電子機器であって、超音波を使用して前記電子機器の周辺におけるユーザの存在および位置を特定する特定手段と、前記特定された位置のユーザのみに対して所定の音声情報を送信する送信手段とを備えることを特徴とする。 According to the electronic device of the present invention, the electronic device has a plurality of device functions, and includes a specifying means for specifying the presence and position of a user in the vicinity of the electronic device using ultrasonic waves, and the specified position. and transmitting means for transmitting predetermined voice information only to the users of.
また、本発明の電子機器の超音波送受信方法によれば、異なる２方向から第１の超音波と第２の超音波を放射する第１の放射工程と、前記第１の超音波のユーザからの第１の反射波と、前記第２の超音波のユーザからの第２の反射波とを受信する受信工程と、前記第１の超音波の放射開始から前記第１の反射波が受信されるまでの時間と前記超音波の伝搬速度より、前記第１の超音波の送信点から前記ユーザを介して受信点に至るまでの第１の距離を測定する工程と、前記第２の超音波の放射開始から前記第２の反射波が受信されるまでの時間と前記超音波の伝搬速度より、前記第２の超音波の送信点から前記ユーザを介して受信点に至るまでの第２の距離を測定する工程と、２次元平面上における前記第１の超音波の送信点および受信点の位置と前記第１の距離とで表わされる前記ユーザの第１の仮想軌跡と、２次元平面上における前記第２の超音波の送信点および受信点の位置と前記第２の距離とで表わされる前記ユーザの第２の仮想軌跡とに基づいて、前記２次元平面上における前記電子機器と前記ユーザ間の距離および該ユーザの位置を特定する工程と、前記第２の超音波に可聴信号を重畳した重畳波を生成する工程と、前記特定されたユーザに向けて前記第１の超音波と前記重畳波を放射する工程とを備え、前記特定された位置のユーザのみに対して前記重畳波に重畳された前記可聴信号を聴取可能にすることを特徴とする。 Further, according to the ultrasonic transmission/reception method for an electronic device of the present invention, the first radiation step of emitting the first ultrasonic wave and the second ultrasonic wave from two different directions; a receiving step of receiving a first reflected wave from a user of the second ultrasonic wave and a second reflected wave from a user of the second ultrasonic wave; and a receiving step of receiving the first reflected wave from the start of emission of the first ultrasonic wave. measuring a first distance from the transmission point of the first ultrasonic wave to the reception point via the user based on the time it takes to transmit the ultrasonic wave and the propagation speed of the ultrasonic wave; From the time from the start of emission to the reception of the second reflected wave and the propagation speed of the ultrasonic wave, the second wave from the transmission point of the second ultrasonic wave to the reception point via the user is determined. a step of measuring a distance; a first virtual trajectory of the user represented by the positions of the first ultrasonic transmission point and reception point on a two-dimensional plane and the first distance; The electronic device and the user on the two-dimensional plane are based on the user's second virtual trajectory represented by the second distance and the positions of the second ultrasonic transmission point and reception point in . a step of generating a superimposed wave in which an audible signal is superimposed on the second ultrasonic wave; and a step of generating a superimposed wave by superimposing an audible signal on the second ultrasonic wave; radiating a superimposed wave, and the audible signal superimposed on the superimposed wave can be heard only by a user at the specified position.
さらに、本発明の電子機器の超音波送受信方法によれば、所定方向へ超音波を放射する放射工程と、前記超音波のユーザからの第１の反射波を受信する工程と、前記超音波のユーザからの第２の反射波を受信する工程と、前記超音波の放射開始から前記第１の反射波が受信されるまでの時間と前記超音波の伝搬速度より、前記超音波の送信点から前記ユーザを介して受信点に至るまでの第１の距離を測定する工程と、前記超音波の放射開始から前記第２の反射波が受信されるまでの時間と前記超音波の伝搬速度より、前記超音波の送信点から前記ユーザを介して受信されるまでの第２の距離を測定する工程と、２次元平面上における前記超音波の送信点および前記第１の反射波の受信点の位置と前記第１の距離とで表わされる前記ユーザの第１の仮想軌跡と、２次元平面上における前記超音波の送信点および前記第２の反射波の受信点の位置と前記第２の距離とで表わされる前記ユーザの第２の仮想軌跡とに基づいて、前記２次元平面上における前記電子機器と前記ユーザ間の距離および該ユーザの位置を特定する工程と、前記超音波を搬送波として可聴音声信号で変調する工程と、前記特定されたユーザに向けて、前記変調された信号波を放射する工程とを備え、前記特定された位置のユーザのみに対して前記可聴音声信号を聴取可能にすることを特徴とする。 Furthermore, according to the ultrasonic transmission/reception method for an electronic device of the present invention, the steps include: emitting an ultrasonic wave in a predetermined direction; receiving a first reflected wave from a user of the ultrasonic wave; The step of receiving the second reflected wave from the user, the time from the start of emission of the ultrasonic wave until the first reflected wave is received, and the propagation speed of the ultrasonic wave, from the transmission point of the ultrasonic wave. From the step of measuring a first distance through the user to the reception point, the time from the start of emission of the ultrasonic wave until the second reflected wave is received, and the propagation speed of the ultrasonic wave, a step of measuring a second distance from a transmission point of the ultrasound wave to a point where the ultrasound wave is received via the user; and a position of the transmission point of the ultrasound wave and a reception point of the first reflected wave on a two-dimensional plane. and the first virtual trajectory of the user, and the positions of the ultrasonic transmission point and the second reflected wave reception point on a two-dimensional plane and the second distance. a step of specifying the distance between the electronic device and the user on the two-dimensional plane and the position of the user based on a second virtual trajectory of the user expressed by and radiating the modulated signal wave toward the identified user, making the audible audio signal audible only to the user at the identified location. It is characterized by
本発明によれば、電子機器の周辺におけるユーザの位置を特定し、その特定された位置に居るユーザにのみ音声案内等が提供されるので、電子機器の設置環境における静音性を保持できる。 According to the present invention, since the user's position around the electronic device is specified and voice guidance etc. are provided only to the user at the specified position, it is possible to maintain quietness in the installation environment of the electronic device.
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について詳細に説明する。
[第１の実施の形態]
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る電子機器に搭載された超音波送受信装置の構成を示すブロック図である。ここでは、電子機器として複合機を例に挙げて説明する。図１において、複合機１はデジタル複合機またはアナログ複合機であり、例えばコピー機能、スキャン機能、印刷機能等の各種画像形成機能、ＦＡＸ送受信等の通信機能に加えて、超音波送受信装置３によるユーザ１０の位置を特定する機能と、特定された位置に基づいてユーザ１０に向けて種々の音声メッセージを送信する機能を有する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[First embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an ultrasonic transmitting/receiving device installed in an electronic device according to a first embodiment of the present invention. Here, a multifunction device will be described as an example of an electronic device. In FIG. 1, a
複合機１内に載置された超音波送受信装置３は、上述したユーザの位置特定機能と、ユーザに対する音声メッセージ送信機能を実現する。そのため超音波送受信装置３は、制御部５、２つの超音波送信部Ａ，Ｂ（スピーカＡ，Ｂ）１１，１２、超音波受信部（マイク）８、信号増幅部Ａ，Ｂ（１３，１４）、超音波信号生成部１５、音声信号生成部１７、回転駆動部Ａ（１８），Ｂ（１９）等を含んで構成される。
The ultrasonic transmitting/receiving
図２は、超音波送受信装置３が搭載された複合機の外観を示している。複合機１は、原稿読取部１１０、画像形成部１２０、操作部１３０、給紙部１４０、手差し給紙トレイ１４２、排紙処理部１５０、排紙トレイ１５２を備える。操作部１３０は、タッチパネルディスプレイ１３２および操作キー部１３４を備える。タッチパネルディスプレイ１３２は、液晶パネル等で構成された表示パネルと、表示パネルの上に配置され、ユーザがタッチした位置を検出するタッチパネルとを含む。操作キー部１３４には、不図示の機能ボタンが配置される場合もある。操作キー部１３４には、テンキーが配置される場合もある。
FIG. 2 shows the external appearance of a multifunctional device equipped with the ultrasonic transmitter/
複合機１において、ユーザの位置特定と音声メッセージの送信を行うため、例えば、原稿読取部１１０の正面側の両端部にスピーカＡ，Ｂ（１１，１２）が配置され、原稿読取部１１０の正面側中央部にマイク８が配置されている。このような配置により、後述するようにスピーカより発信された超音波等がユーザの身体の面積的に広い部位に当たり、反射波が得られ易くなる。
In the
以下、超音波送受信装置３の構成、動作等について具体的に説明する。
＜ユーザの位置検出＞
複合機１内に設けた超音波送受信装置３は、超音波を利用して、複合機周辺におけるユーザの存在、およびユーザの位置を特定する。そのため超音波送受信装置３は、超音波送信部として２つのスピーカＡ，Ｂと、スピーカＡ，Ｂから発せられた超音波がユーザ１０に当たって反射した反射波を検知する超音波受信部としてのマイク８を備える。
The configuration, operation, etc. of the ultrasonic transmitter/
<User location detection>
The ultrasonic transmitting/receiving
超音波送受信装置３は、ユーザ１０に対して直線的かつ高指向で超音波を到達させるため、スピーカＡ，Ｂとして、指向性の強いパラメトリックスピーカを使用する。パラメトリックスピーカは、超音波振動子（超音波発音体）からなる複数個の発音素子が配置されたスピーカである。その動作原理等は公知であるため、ここでは、その説明を省略する。
The ultrasonic transmitting/receiving
超音波受信部（マイク）８は、ユーザ１０より反射した超音波を検知する超音波マイクである。なお、超音波マイクに代えて超音波センサを使用してもよい。
The ultrasonic receiving unit (microphone) 8 is an ultrasonic microphone that detects ultrasonic waves reflected from the
図３は、超音波送受信装置３におけるユーザの位置検出時のタイミングチャートである。図４は、複合機周辺におけるユーザ、超音波送信部として２つのスピーカＡ，Ｂ、およびユーザからの反射波を検知する超音波受信部としてのマイク８の相互の位置関係を平面視した図である。
FIG. 3 is a timing chart when the ultrasonic transmitting/
ユーザの位置検出を行う場合、超音波送受信装置３の制御部５は、信号増幅部Ａ（１３）を駆動して、図３のタイミングｔ０Ａで、超音波信号生成部１５で生成された周波数ｆｃ（例えば、４０～１００ｋＨｚ）の超音波をスピーカＡ（１１）より出力する。図３の信号波形２１は、スピーカＡより出力された超音波信号である。
When detecting the user's position, the
制御部５は、ユーザの位置を検出する際、回転駆動部Ａ（１８）を作動して、スピーカＡを、その垂直方向の中心軸回りに水平方向に所定角度、回転させる。このとき、スピーカＡを回転させながらスピーカＡから超音波を所定の間隔で連続して発信する。連続する発信波の間隔は、直接波と反射波を区別するために反射波が往復する時間よりも長い間隔を開けて発信する。同時に制御部５は、マイク８における周波数ｆｃの超音波の受信の有無を監視し、所定レベルの超音波を受信した時点（図３のｔ１Ａ）でスピーカＡの回転を止める。
When detecting the user's position, the
このときマイク８で受信された超音波は、スピーカＡより出力された超音波がユーザ１０に当たって反射した反射波である（図３の信号波形２２を参照）。そこで、制御部５の演算部７は、超音波の発信タイミングｔ０Ａと受信タイミングｔ１Ａとの差分時間Ｔ１を求める。
The ultrasonic wave received by the
制御部５は、スピーカＡと同様、スピーカＢを、その垂直方向の中心軸回りに水平方向に回転させるために回転駆動部Ｂ（１９）を作動する。同時に制御部５は、マイク８における周波数ｆｃの超音波の受信の有無を監視し、所定レベルの超音波を受信した時点（図３のｔ１Ｂ）でスピーカＢの回転を止める。
Similarly to the speaker A, the
このときマイク８で受信された超音波は、図３において符号２４で示すように、スピーカＢより出力された超音波がユーザ１０に当たって反射した反射波である。そこで、制御部５の演算部７は、超音波の発信タイミングｔ０Ｂと受信タイミングｔ１Ｂとの差分時間Ｔ２を求める。
The ultrasonic wave received by the
なお、マイク８における超音波の受信レベルに対して閾値を設け、受信レベルがその閾値を超えた場合、マイク８において適正に超音波が受信されたと判断するようにしてもよい。
Note that a threshold value may be set for the reception level of the ultrasound waves at the
図５は、図４に示す位置関係を有するスピーカとマイクを使用して、超音波送受信装置３の演算部７によりユーザの位置測定を行う方法を説明する図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a method for measuring a user's position by the
図４に示すように、複合機１の前面側にユーザ１０が位置している場合、複合機１側から放射されてユーザ１０に当たり、反射して再び複合機に戻ってくる超音波の到達時間（遅延時間）は、ユーザ１０と複合機１間の距離に比例する。
As shown in FIG. 4, when the
このように対象物に超音波を照射し、超音波の送信時刻と対象物からの反射波の受信時刻との差に基づいて対象物までの距離を測定する場合、図４に示すようにスピーカＡとマイク８間の距離、およびスピーカＢとマイク８間の距離はそれぞれ一定であることから、各スピーカからユーザまで放射波が直進する距離と、ユーザからマイクまで反射波が直進する距離との和は常に一定となる。
When irradiating an object with ultrasonic waves in this way and measuring the distance to the object based on the difference between the transmission time of the ultrasound waves and the reception time of the reflected waves from the object, the speaker Since the distance between A and
したがって、２つの定点からの距離の和が一定の動点の軌跡は楕円となるので、図５に示すように、スピーカＡの位置（ＳＰ１）とマイク８の位置（Ｍ）を２定点とする仮想楕円軌跡Ｅ１と、スピーカＢの位置（ＳＰ２）とマイク８の位置（Ｍ）を２定点とする仮想楕円軌跡Ｅ２を描くことができる。
Therefore, the locus of a moving point whose sum of distances from two fixed points is constant becomes an ellipse, so as shown in Figure 5, the position of speaker A (SP1) and the position of microphone 8 (M) are set as two fixed points. A virtual elliptical locus E1 and a virtual elliptical locus E2 having the speaker B position (SP2) and the
ここで、スピーカＡ，Ｂとマイク８を結ぶ直線をｘ軸とし、マイク８の位置（Ｍ）でｘ軸と直交する直線をｙ軸とし、楕円軌跡Ｅ１の長軸の長さを２ａ１、短軸の長さを２ｂ１、ＳＰ１－Ｍ間（焦点間）の距離を２ｃ１とすると、点Ｍは原点Ｏであって、その座標は（０，０）、点ＳＰ１の座標は（－２ｃ１，０）、焦点間の中点の座標は（－ｃ１，０）となる。また、ユーザの位置を点Ｐとすると、ＳＰ１－Ｐ間の距離Ｌ１、Ｐ－Ｍ間の距離Ｌ２については、点Ｐが楕円軌跡Ｅ１上にあるため、Ｌ１＋Ｌ２＝２ａ１となる。
Here, the x-axis is the straight line connecting the speakers A, B and the
上記の２ａ１（＝Ｌ１＋Ｌ２）は、スピーカ→ユーザ→マイクの経路における超音波の到達時間（図３の差分時間Ｔ１）と超音波の伝搬速度とを乗算して求めることができる。また、楕円軌跡Ｅ１において、
ｃ１＝√（ａ１
２－ｂ１
２）（ａ１＞ｂ１） …（１）
が成立する。よって、楕円軌跡Ｅ１は、
｛（ｘ＋ｃ１）２／ａ１
２｝＋｛ｙ２／ｂ１
２｝＝１ …（２）
と表すことができる。
The above 2a 1 (=L1+L2) can be obtained by multiplying the arrival time of the ultrasonic wave (difference time T 1 in FIG. 3) in the path from speaker to user to microphone by the propagation speed of the ultrasonic wave. Also, in the elliptical trajectory E1,
c 1 = √ (a 1 2 - b 1 2 ) (a 1 > b 1 )...(1)
holds true. Therefore, the elliptical locus E1 is
{(x+c 1 ) 2 /a 1 2 }+{y 2 /b 1 2 }=1...(2)
It can be expressed as.
同様に楕円軌跡Ｅ２については、長軸の長さを２ａ２、短軸の長さを２ｂ２、ＳＰ２－Ｍ間（焦点間）の距離を２ｃ２とすると、点ＳＰ２の座標は（２ｃ２，０）、焦点間の中点の座標は（ｃ２，０）となる。また、ＳＰ２－Ｐ間の距離Ｌ３、Ｐ－Ｍ間の距離Ｌ４についても、点Ｐが楕円軌跡Ｅ２上にあるため、Ｌ３＋Ｌ４＝２ａ２となる。 Similarly, regarding the elliptical locus E2, if the length of the major axis is 2a 2 , the length of the minor axis is 2b 2 , and the distance between SP2 and M (between focal points) is 2c 2 , the coordinates of point SP2 are (2c 2 , 0), and the coordinates of the midpoint between the foci are (c 2 , 0). Furthermore, regarding the distance L3 between SP2 and P and the distance L4 between PM and P, since point P is on the elliptical locus E2, L3+L4= 2a2 .
楕円軌跡Ｅ２の場合、２ａ２（＝Ｌ３＋Ｌ４）は、超音波の遅延時間（図３の差分時間Ｔ２）と超音波の伝搬速度とを乗じて求めることができる。また、楕円軌跡Ｅ２については、
ｃ２＝√（ａ２
２－ｂ２
２）（ａ２＞ｂ２） …（３）
が成立する。よって、楕円軌跡Ｅ２は、
｛（ｘ－ｃ２）２／ａ２
２｝＋｛ｙ２／ｂ２
２｝＝１ …（４）
と表すことができる。
In the case of the elliptical trajectory E2, 2a 2 (=L3+L4) can be obtained by multiplying the ultrasonic delay time (difference time T 2 in FIG. 3) by the ultrasonic propagation speed. Also, regarding the elliptical locus E2,
c 2 =√(a 2 2 -b 2 2 )(a 2 >b 2 )...(3)
holds true. Therefore, the elliptical locus E2 is
{(x-c 2 ) 2 /a 2 2 }+{y 2 /b 2 2 }=1...(4)
It can be expressed as.
超音波送受信装置３の演算部７は、上記の式（１）～（４）より、楕円軌跡Ｅ１，Ｅ２の交点Ｐ（ｘ，ｙ）の座標を求める演算を行う。交点Ｐは、ｘ軸、ｙ軸がなす２次元座標上で一意に定まるため、交点Ｐを複合機１の前面側におけるユーザ１０の居る位置と判定できる。
＜ユーザへの音声メッセージ送信＞
超音波送受信装置３は、ユーザ１０の位置を特定した後、ユーザへ所定の音声メッセージを送信する。そのため制御部５は、信号増幅部Ａ（１３）を駆動して、超音波信号生成部１５からの周波数ｆｃの超音波をスピーカＡより出力する。それとともに、制御部５は重畳部１６を駆動して、音声信号生成部１７で生成された周波数ｆｓの可聴音声信号と、超音波信号生成部１５より出力された周波数ｆｃの超音波とを重畳し、重畳後の信号（周波数ｆｃ－ｓ）を、信号増幅部Ｂ（１４）を介してスピーカＢより出力する。
The
<Sending voice message to user>
After identifying the position of the
このとき、スピーカＡ，Ｂは指向性が強いことから、スピーカＡ，Ｂ各々の音波放射面は、上述したように位置特定されたユーザ１０の方向を向いているので、ユーザ１０には、スピーカＡから出力された超音波、およびスピーカＢから出力された超音波と可聴音声波との重畳波が到達する。すなわち、スピーカＡより放射された超音波と、スピーカＢより放射された重畳波とが重なる領域が、ユーザ１０の居る領域と一致することになる。
At this time, since the speakers A and B have strong directivity, the sound wave emission surfaces of each of the speakers A and B face the direction of the
この場合、超音波は人間の可聴域を外れているためユーザ１０には聞こえないが、周波数の異なる、スピーカＡからの超音波とスピーカＢからの重畳波とが干渉する。そのため、周波数ｆｃと周波数ｆｃ－ｓの差分の周波数によるうなりが生じ、それが可聴音としてユーザ１０に聞こえる。その結果、ユーザ１０に対して音声信号生成部１７からの可聴音声信号を音声メッセージとして伝達できる。
In this case, the ultrasonic waves are out of the human audible range and cannot be heard by the
音声メッセージとして、例えば、複合機の操作に関する音声案内、エラーメッセージ、紙切れ、トナー切れに対する注意喚起の音声案内等を提供する。 The audio messages may include, for example, audio guidance regarding the operation of the multifunction device, error messages, and audio guidance warning against running out of paper or toner.
図６は、超音波送受信装置３における処理手順を示すフローチャートである。超音波送受信装置３の制御部５は時分割、すなわち、所定の時間帯にユーザの位置検出処理を行った後、それに続く所定の時間帯にユーザへの音声メッセージ送信処理を行う。
FIG. 6 is a flowchart showing the processing procedure in the ultrasound transmitting/
最初に制御部５は、図６のステップＳ１１において、回転駆動部Ａ（１８）を作動してスピーカＡの回転を開始し、同時に、超音波信号生成部１５で生成された超音波（周波数ｆｃ）をスピーカＡより出力する。制御部５は、続くステップＳ１３で、マイク８において所定レベルの超音波（ユーザ１０からの反射波）が受信されたか否かを判断する。
First, in step S11 in FIG. ) is output from speaker A. In subsequent step S13, the
制御部５は、マイク８により超音波が受信されない場合、ステップＳ５１において、回転駆動部Ａ（１８）の回転角度（すなわち、スピーカＡの水平方向の回転角度）が最大値（ＭＡＸ）に達したか否かを判定する。スピーカＡの回転角度が最大値（ＭＡＸ）に達していない場合、制御部５は、処理をステップＳ１１に戻し、スピーカＡの回転を継続するとともに、スピーカＡより超音波（周波数ｆｃ）を出力する。
If the ultrasonic wave is not received by the
マイク８により超音波が受信された場合、制御部５は、ステップＳ１４において、上述したようにスピーカＡの回転を止め、続くステップＳ１５において、スピーカＡからの超音波の送信時刻とユーザ１０からの反射波の受信時刻との差分時間Ｔ１と、超音波の伝搬速度より、スピーカＡよりユーザ１０を介してマイク８に至る距離（Ｌ１＋Ｌ２）を算出する。
When the ultrasonic wave is received by the
次に制御部５は、ステップＳ１７において、回転駆動部Ｂ（１９）を作動してスピーカＢの回転を開始し、同時に、超音波信号生成部１５からの超音波（周波数ｆｃ）をスピーカＢより出力し、ステップＳ１９で、マイク８において所定レベルの超音波（ユーザ１０からの反射波）が受信されたか否かを判断する。
Next, in step S17, the
制御部５は、マイク８により超音波が受信されない場合、ステップＳ６１において、回転駆動部Ｂ（１９）の回転角度（すなわち、スピーカＢの水平方向の回転角度）が最大値（ＭＡＸ）に達したか否かを判定する。スピーカＢの回転角度が最大値（ＭＡＸ）に達していない場合、制御部５は、処理をステップＳ１７に戻し、スピーカＢの回転を継続するとともに、スピーカＢより超音波（周波数ｆｃ）を出力する。
If the ultrasonic wave is not received by the
マイク８により超音波が受信された場合、制御部５は、ステップＳ２０においてスピーカＢの回転を止め、続くステップＳ２１において、スピーカＢからの超音波の送信時刻とユーザ１０からの反射波の受信時刻との差分時間Ｔ２と超音波の伝搬速度より、スピーカＢよりマイク８を介してユーザ１０に至る距離（Ｌ３＋Ｌ４）を算出する。
When the ultrasonic waves are received by the
制御部５は、ステップＳ２３において、図５を参照して説明した方法によって、２次元座標上におけるユーザ１０の居る位置を算出する。そして、算出された位置を、複合機１の前面側に実際にユーザ１０が居る位置として特定する。
In step S23, the
一方、制御部５は、上記のステップＳ５１においてスピーカＡの回転角度が最大値（ＭＡＸ）に達し、かつ、スピーカＡから超音波を発信したタイミング（時刻）より所定時間が経過した後においても、マイク８においてユーザ１０からの反射波を受信できないと判定した場合、ステップＳ５３において複合機１の周辺にユーザが居ないと判断する。そして、続くステップＳ５５においてスピーカＡの回転を止めた後、処理を終了する。
On the other hand, even after the rotation angle of speaker A reaches the maximum value (MAX) in step S51 and a predetermined period of time has elapsed from the timing (time) at which the ultrasonic waves were transmitted from speaker A, the
同様に制御部５は、上記のステップＳ６１においてスピーカＢの回転角度が最大値（ＭＡＸ）に達し、かつ、スピーカＢから超音波を発信したタイミング（時刻）より所定時間が経過した後においても、マイク８においてユーザ１０からの反射波を受信できないと判定した場合には、ステップＳ６３において複合機１の周辺にユーザが居ないと判断し、続くステップＳ６５においてスピーカＢの回転を止めた後、処理を終了する。
Similarly, even after the rotation angle of speaker B reaches the maximum value (MAX) in step S61 described above and a predetermined time has elapsed from the timing (time) at which the ultrasonic waves were transmitted from speaker B, If it is determined that the reflected wave from the
制御部５は、上述したユーザの位置検出処理を完了した後、ユーザへの音声メッセージ送信処理に移行する。すなわち、ステップＳ２７において、超音波信号生成部１５からの周波数ｆｃの超音波をスピーカＡより出力し、ステップＳ２９において、可聴音声信号（周波数ｆｓ）と基準超音波信号（周波数ｆｃ）とを重畳した周波数ｆｃ－ｓの重畳波をスピーカＢより出力する。
After completing the above-described user position detection process, the
なお、ユーザは複合機の近傍において、その位置を変えることがある。そこで、図６に示す処理を所定の時間間隔で繰り返すことで、複合機１の周辺で移動するユーザ１０を随時、追跡しながら、音声メッセージを送信することができる。
Note that the user may change the position near the multifunction peripheral. Therefore, by repeating the process shown in FIG. 6 at predetermined time intervals, it is possible to send a voice message while tracking the
以上説明したように、互いに離間して配置された２つの指向性スピーカと、それらの間に配置されたマイクとを使用して、超音波によるユーザの位置検出処理を行う時間帯と、ユーザへの音声メッセージ送信処理を行う時間帯を時分割で区切る。 As explained above, two directional speakers placed apart from each other and a microphone placed between them are used to detect the user's position using ultrasonic waves. The time period during which voice message transmission processing is performed is divided by time division.
すなわち、２つのスピーカそれぞれから超音波を照射したタイミングより、ユーザからの反射波を受信したタイミングまでの時間をもとに、複合機の前面側におけるユーザの位置と距離を算出する。その結果、簡単な超音波送受信構成によって、ユーザの位置を迅速かつ高精度に特定できる。 That is, the position and distance of the user on the front side of the multifunction device are calculated based on the time from the timing when the ultrasonic waves are emitted from each of the two speakers to the timing when the reflected waves from the user are received. As a result, the user's position can be identified quickly and with high precision using a simple ultrasonic transmitting and receiving configuration.
ユーザの居る場所を特定した後、一方のスピーカより超音波を出力し、他方のスピーカより超音波と可聴音声波との重畳波を出力する。その際、特定された位置より、複合機からユーザまでの距離が分かるので、スピーカより出力された超音波と、超音波と可聴音声波の重畳波とが重なる領域を、ユーザの居る領域と一致させるとともに、距離に応じた超音波を出力する。これにより、複合機の設置場所の静音性を保持しながら、複合機の周辺に居るユーザに対してのみ、音声による操作案内、注意喚起等を提供できる。 After identifying the location of the user, one speaker outputs ultrasonic waves, and the other speaker outputs a superimposed wave of ultrasonic waves and audible audio waves. At that time, the distance from the multifunction device to the user can be determined from the specified position, so the area where the ultrasound output from the speaker and the superimposed wave of ultrasound and audible sound waves overlap is matched with the area where the user is located. At the same time, it outputs ultrasonic waves according to the distance. As a result, while maintaining the quietness of the installation location of the multifunction device, it is possible to provide audio operation guidance, alerts, etc. only to users who are around the multifunction device.
さらには、複合機の周辺にユーザが居ない場合、スピーカからの音声メッセージの出力を行わないことで、無駄な音声出力による電力消費等を防止できる。 Furthermore, if there are no users around the multifunction device, by not outputting a voice message from the speaker, it is possible to prevent power consumption and the like due to wasteful voice output.
なお、スピーカＡ，Ｂから発信される超音波も、ある程度の広がりがあることを考慮して、スピーカＡ，Ｂを回転させずにユーザからの反射波を受信し、それにより特定されたユーザに向くようにスピーカＡ，Ｂを回転させるようにしてもよい。 In addition, considering that the ultrasonic waves emitted from speakers A and B also have a certain degree of spread, the reflected waves from the user are received without rotating the speakers A and B, and the ultrasound waves emitted from the speakers A and B are transmitted to the specified user. The speakers A and B may be rotated so that they face each other.
また、上記のステップＳ１４，Ｓ２０のように反射波を受信後にスピーカＡ，Ｂの回転を止めず、ユーザの位置検出後にユーザの位置に基づいて、ユーザに向くようにスピーカＡ、Ｂを回転させるようにしてもよい。
[第２の実施の形態]
図７は、本発明の第２の実施の形態に係る電子機器に搭載された超音波送受信装置の構成を示すブロック図である。ここでも第１の実施の形態と同様、電子機器として複合機を例に挙げて説明する。複合機５１は、デジタル複合機またはアナログ複合機であり、例えばコピー機能、スキャン機能、印刷機能等の各種画像形成機能、ＦＡＸ送受信等の通信機能と、超音波送受信装置５３によるユーザ１０の位置を特定する機能と、特定された位置に基づいてユーザ１０に向けて音声メッセージを送信する機能を有する。
In addition, instead of stopping the rotation of the speakers A and B after receiving the reflected waves as in steps S14 and S20 above, the speakers A and B are rotated to face the user based on the user's position after the user's position is detected. You can do it like this.
[Second embodiment]
FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of an ultrasonic transmitter/receiver installed in an electronic device according to a second embodiment of the present invention. Here, as in the first embodiment, a multifunction device will be described as an example of the electronic device. The
超音波送受信装置５３は、制御部３５、超音波送信部（スピーカ）４７、２つの超音波受信部Ａ，Ｂ（マイクＡ，Ｂ）（４８，４９）、信号増幅部４３、超音波信号生成部５５、音声信号生成部５７、回転駆動部５０等を含んで構成される。
The ultrasonic transmitter/
ここで図２を参照して説明すると、第２の実施の形態に係る複合機には、原稿読取部１１０の正面側の両端部にマイク４８，４９が配置され、原稿読取部１１０の正面側中央部にスピーカ４７が配置されている。
Here, to explain with reference to FIG. 2, in the multifunction device according to the second embodiment,
以下、超音波送受信装置５３の構成、動作等について具体的に説明する。
＜ユーザの位置検出＞
複合機５１内に設けた超音波送受信装置５３は、スピーカ４７から発せられた超音波がユーザ１０に当たって反射した反射波を、２つのマイク４８，４９で検知することで、複合機の周辺におけるユーザ１０の存在、およびその位置を特定する。
The configuration, operation, etc. of the ultrasonic transmitter/
<User location detection>
The ultrasonic transmitting/receiving
スピーカ４７として指向性の強いパラメトリックスピーカを使用する。また、超音波受信部としてのマイク４８，４９は、ユーザ１０からの反射波を検知する超音波マイクである。超音波マイクに代えて超音波センサを使用してもよい。
A parametric speaker with strong directivity is used as the
図８は、超音波送受信装置５３におけるユーザの位置検出時のタイミングチャートである。図９は、複合機周辺におけるユーザ、超音波送信部としてスピーカ４７、およびユーザからの反射波を検知する超音波受信部としての２つのマイク４８，４９の相互の位置関係を平面視した図である。
FIG. 8 is a timing chart when the ultrasonic transmitting/receiving
図９に示すように、複合機１の前面側にユーザ１０が位置している場合、複合機１側から放射されてユーザ１０に当たり、反射して再び複合機に戻ってくる超音波の到達時間（遅延時間）は、ユーザ１０と複合機１間の距離に比例する。
As shown in FIG. 9, when the
そこで、超音波送受信装置５３の制御部３５は、ユーザの位置検出時、信号増幅部４３を駆動して、図８のタイミングｔ０で、超音波信号生成部５５で生成された周波数ｆｃの超音波をスピーカ４７より出力する（図８の超音波信号波形６１を参照）。
Therefore, when the user's position is detected, the
すなわち、制御部３５は、ユーザの位置検出のため回転駆動部５０を作動して、スピーカ４７を、その垂直方向の中心軸回りに水平方向に所定角度、回転させる。このとき、スピーカ４７を回転させながらスピーカ４７から超音波を所定の間隔で連続して発信する。連続する発信波の間隔は、直接波と反射波を区別するために反射波が往復する時間よりも長い間隔を開けて発信する。そして、制御部３５は、受信部としてのマイク４８，４９それぞれにおける、周波数ｆｃの超音波の受信の有無を監視し、所定レベルの超音波を受信した時点でスピーカ４７の回転を止める。
That is, the
このときマイク４８で受信された超音波は、スピーカ４７より出力された超音波がユーザ１０に当たって反射した反射波（図８の信号波形６２）であり、超音波信号生成部５５で生成された超音波信号をスピーカ４７より出力したタイミングｔ０から時間Ｔ３が経過したタイミングｔＡにおいてマイク４８で受信された信号であることが分かる。
The ultrasonic wave received by the
同様に、マイク４９で受信された超音波は、スピーカ４７より出力された超音波がユーザ１０に当たって反射した反射波（図８の信号波形６３）である。信号波形６３は、超音波信号生成部５５で生成された超音波信号がスピーカ４７より出力されたタイミングｔ０から時間Ｔ４が経過したタイミングｔＢにおいてマイク４９で受信された信号である。
Similarly, the ultrasonic waves received by the
なお、マイク４８，４９における超音波の受信レベルに対して閾値を設け、受信レベルが閾値を超えた場合にマイク４８，４９において適正に超音波が受信されたと判断するようにしてもよい。
Note that a threshold value may be set for the reception level of the ultrasonic waves at the
図９に示すスピーカとマイクの位置関係より、スピーカ４７とマイク４８間の距離、およびスピーカ４７とマイク４９間の距離はそれぞれ一定であることから、スピーカからユーザまで放射波が直進する距離と、ユーザからマイクまで反射波が直進する距離との和は常に一定となる。
According to the positional relationship between the speaker and the microphone shown in FIG. 9, the distance between the
したがって、２つの定点からの距離の和が一定の動点の軌跡は楕円となるので、上述した図５に示す例と同様、スピーカ４７の位置とマイク４８の位置を２定点とする仮想楕円軌跡と、スピーカ４７の位置とマイク４９の位置を２定点とする仮想楕円軌跡を描くことができる。
Therefore, the locus of a moving point whose sum of distances from two fixed points is constant is an ellipse, so similar to the example shown in FIG. Then, a virtual elliptical locus can be drawn with the position of the
第２の実施の形態に係る複合機における超音波送受信装置においても、第１の実施の形態と同様、これらの楕円軌跡の交点座標を求めることで、２次元座標上で一意に定まる交点Ｐを、複合機５１の前面側におけるユーザ１０が居る位置と判定できる。よって、ここでは、超音波送受信装置５３の演算部３７における、ユーザの位置測定方法については、説明を省略する。
＜ユーザへの音声メッセージ送信＞
超音波送受信装置５３は、ユーザ１０の位置を特定した後、ユーザへ所定の音声メッセージを送信する。そのため制御部３５は、変調部４６を駆動して、図１０に示す超音波の搬送波７３（周波数ｆｃ）を、音声信号生成部５７より出力された、図１０に示す周波数ｆｓの可聴音声信号７１で変調（ＡＭ変調）し、その変調信号（図１０の信号波形７５）を、信号増幅部４３を介してスピーカ４７より出力する。
Similarly to the first embodiment, in the ultrasonic transmitter/receiver in the multifunction device according to the second embodiment, by finding the coordinates of the intersection of these elliptical trajectories, the intersection P that is uniquely determined on the two-dimensional coordinates can be determined. , it can be determined that the
<Sending voice message to user>
After identifying the position of the
スピーカ４７の音波放射面は、上述したように位置特定されたユーザ１０の方向を向いている。よって、スピーカ４７より出力された超音波ＡＭ変調信号は、空気の弾性特性の非線形性の影響を受けて、ＡＭ変調の包絡線成分（すなわち、可聴音声信号成分）が可聴音としてユーザ１０に聞こえる。
The sound wave emitting surface of the
図１１は、第２の実施の形態に係る超音波送受信装置５３における処理手順を示すフローチャートである。第２の実施の形態に係る超音波送受信装置５３の制御部３５は、上述した第１の実施の形態と同様、最初にユーザの位置検出処理を行い、その後、ユーザへの音声メッセージ送信処理を行う。
FIG. 11 is a flowchart showing the processing procedure in the ultrasonic transmitter/
制御部３５は、図１１のステップＳ３１において、回転駆動部５０を作動してスピーカ４７の回転を開始し、同時に、超音波信号生成部５５で生成された超音波（周波数ｆｃ）をスピーカ４７より出力する。制御部３５は、続くステップＳ３３で、受信部としてのマイクＡ，Ｂ（４８，４９）それぞれにおいて所定レベルの超音波（ユーザ１０からの反射波）が受信されたか否かを判断する。
In step S31 of FIG. 11, the
制御部３５は、マイクＡ，Ｂにより超音波が受信されない場合、ステップＳ４２において、回転駆動部５０の回転角度（すなわち、スピーカ４７の水平方向の回転角度）が最大値（ＭＡＸ）に達したか否かを判定する。スピーカ４７の回転角度が最大値（ＭＡＸ）に達していない場合、制御部５は、処理をステップＳ３１に戻し、スピーカ４７の回転を継続するとともに、スピーカ４７より超音波（周波数ｆｃ）を出力する。
When the ultrasonic waves are not received by the microphones A and B, the
マイクＡ，Ｂそれぞれが超音波を受信した場合、制御部３５は、ステップＳ３４においてスピーカ４７の回転を止めた後、ステップＳ３５で、マイクＡにおいて、スピーカ４７より超音波が送信された時刻から、ユーザ１０からの反射波を受信した時刻までの時間Ｔ３と、マイク４９において、スピーカ４７より超音波が送信された時刻から、ユーザ１０からの反射波を受信した時刻までの時間Ｔ４を求める。
When the microphones A and B each receive the ultrasound, the
すなわち、演算部３７は、スピーカ→ユーザ→マイクの経路における超音波の到達時間と超音波の伝搬速度とを乗算した結果をもとに、スピーカからユーザを介してマイクに至る距離を算出する。
That is, the
制御部５は、ステップＳ３７において、上記のステップＳ３５での算出結果（スピーカ－ユーザ－マイクＡ，Ｂの距離）より、２次元座標上におけるユーザ１０が居る位置を特定する。
In step S37, the
一方、制御部３５は、上記のステップＳ４２において、スピーカ４７の回転角度が最大値（ＭＡＸ）に達し、かつ、スピーカ４７から超音波を送信した後、所定時間が経過した後においてもマイクＡ，Ｂにおいてユーザ１０からの反射波を受信できないと判定した場合、ステップＳ４３において複合機５１の周辺にユーザが居ないと判断し、ステップＳ４４においてスピーカ４７の回転を止めた後、処理を終了する。
On the other hand, in step S42 described above, the
制御部３５は、上記のユーザの位置検出処理を完了した後、ユーザへの音声メッセージ送信処理に移行する。すなわち、ステップＳ３９において、変調部４６によって、周波数ｆｃの超音波搬送波を、周波数ｆｓの可聴音声信号でＡＭ変調する。そして、ステップＳ４１において、ステップＳ３９で生成した変調信号を、信号増幅部４３を介してスピーカ４７より出力する。
After the
なお、ユーザが複合機の近傍において、その位置を変えた場合に対処するため、図１１に示す処理を所定の時間間隔で繰り返すことで、複合機５１の周辺で移動するユーザ１０を随時、追跡しながら、音声メッセージを送信することができる。 In addition, in order to cope with the case where the user changes his or her position near the multifunction device, the process shown in FIG. You can send voice messages while doing so.
以上説明したように、互いに離間して配置された２つのマイクと、それらの間に配置されたスピーカとを使用して超音波によるユーザの位置検出処理を行うことで、簡単な超音波送受信構成で複合機の前面側におけるユーザの位置を迅速かつ正確に特定できる。 As explained above, by performing ultrasonic user position detection processing using two microphones placed apart from each other and a speaker placed between them, a simple ultrasonic transmission/reception configuration is possible. The user's position on the front side of the multifunction device can be quickly and accurately identified.
また、超音波を可聴音声信号でＡＭ変調した信号を単一のスピーカより出力することで、ユーザへの音声メッセージ送信の構成を簡略化できる。 Further, by outputting a signal obtained by AM modulating ultrasonic waves with an audible audio signal from a single speaker, the configuration for transmitting a voice message to a user can be simplified.
なお、スピーカ４７から発信される超音波も、ある程度の広がりがあることを考慮して、スピーカ４７を回転させずにユーザからの反射波を受信し、それにより特定されたユーザに向くようにスピーカ４７を回転させるようにしてもよい。
In addition, considering that the ultrasonic waves emitted from the
また、上記のステップＳ３４のように反射波を受信後にスピーカ４７の回転を止めず、ユーザの位置検出後にユーザの位置に基づいて、ユーザに向くようにスピーカ４７を回転させるようにしてもよい。
Alternatively, instead of stopping the rotation of the
上述したユーザの位置特定と音声メッセージ送信のためのプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体(non-transitory computer readable medium)を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体(tangible storage medium)を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えば、フレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば、光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ(Programmable ROM)、ＥＰＲＯＭ(Erasable PROM)、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ(Random Access Memory）を含む。 The programs for user location and voice message transmission described above can be stored and provided to a computer using various types of non-transitory computer readable media. Non-transitory computer-readable media includes various types of tangible storage media. Examples of non-transitory computer-readable media include magnetic recording media (e.g., flexible disks, magnetic tape, hard disk drives), magneto-optical recording media (e.g., magneto-optical disks), CD-ROMs (Read Only Memory), and CD-ROMs. R, CD-R/W, semiconductor memory (for example, mask ROM, PROM (Programmable ROM), EPROM (Erasable PROM), flash ROM, RAM (Random Access Memory).
また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体(transitory computer readable medium)によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。 The program may also be provided to the computer on various types of transitory computer readable media. Examples of transitory computer-readable media include electrical signals, optical signals, and electromagnetic waves. The temporary computer-readable medium can provide the program to the computer via wired communication channels, such as electrical wires and fiber optics, or wireless communication channels.
本発明は上記実施の形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。上述した実施の形態は例示にすぎず、限定的に解釈されるべきではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文にはなんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更はすべて本発明の範囲内のものである。
＜変形例１＞
例えば、上述した第１の実施の形態において、複合機の原稿読取部の正面側の両端部に配置したスピーカＡ，Ｂを水平方向に移動可能にする機構を設け、複合機からユーザまでの距離に応じてスピーカＡ，Ｂ間の距離を変える構成としてもよい。
The present invention is not limited to the embodiments described above, and can be modified as appropriate without departing from the spirit of the invention. The embodiments described above are merely examples and should not be construed as limiting. The scope of the present invention is indicated by the claims, and is not restricted in any way by the main text of the specification. Furthermore, all modifications and changes that come within the scope of equivalents of the claims are intended to be within the scope of the present invention.
<
For example, in the first embodiment described above, a mechanism is provided that allows the speakers A and B, which are placed at both ends of the front side of the document reading section of the multifunction device, to be moved in the horizontal direction, and the distance from the multifunction device to the user is The distance between speakers A and B may be changed depending on the configuration.
図１２は、複合機１からユーザ１０までの距離が大きい（ユーザ１０が複合機１から遠い位置に居る）場合、スピーカＡとスピーカＢを、通常時の距離（Ｎとする）よりも遠ざけて、Ｎ１（Ｎ１＞Ｎ）となるように移動したときの様子である。スピーカ同士を離すことで、スピーカＡより放射された超音波と、スピーカＢより放射された超音波とが重なる領域８１を、複合機１から離れた位置において十分に確保でき、領域８１内に居るユーザ１０に対して音声メッセージを確実に提供できる。
FIG. 12 shows that when the distance from the
図１３は、複合機１からユーザ１０までの距離が小さい（ユーザ１０が複合機１から近い位置に居る）場合、スピーカＡとスピーカＢを、通常時の距離（Ｎ）よりも近づけて、Ｎ２（Ｎ２＜Ｎ）となるように移動したときの様子である。スピーカ同士を近づけることで、スピーカＡより放射された超音波と、スピーカＢより放射された超音波とが重なる領域８３を、複合機１から近い位置において確保でき、領域８３内に居るユーザ１０に対して音声メッセージを確実に提供できる。
FIG. 13 shows that when the distance from the
さらには、図１２と図１３に示す方法を連続的に実行する構成とすることで、複合機１から遠ざかるユーザ１０、あるいは複合機１に近づくユーザ１０に対しても音声メッセージを提供できる。
＜変形例２＞
上述した第１および第２の実施の形態において、複合機からユーザまでの距離に応じてスピーカの音量を適宜、調整する機構を設けてもよい。例えば、ユーザが複合機から近い位置に居る場合には、スピーカの音量を通常よりも下げ、ユーザが複合機から遠い位置に居る場合には、スピーカの音量を通常よりも上げることで、ユーザ１０には、複合機からの距離に応じた、注意喚起等を促すのに適切な音量の音声メッセージを送信することができる。
＜変形例３＞
上述した第１の実施の形態においてユーザの位置検出を行う際、スピーカＡとスピーカＢとで、使用する超音波の周波数を異ならせてもよい。例えば、スピーカＡより周波数ｆｃ１の超音波を出力し、スピーカＢより周波数ｆｃ２の超音波を出力する。
Furthermore, by configuring the method shown in FIGS. 12 and 13 to be executed continuously, voice messages can be provided to the
<Modification 2>
In the first and second embodiments described above, a mechanism may be provided to adjust the volume of the speaker as appropriate depending on the distance from the multifunction peripheral to the user. For example, if the user is close to the multifunction device, the volume of the speaker may be lowered than usual, and if the user is far from the multifunction device, the volume of the speaker may be increased than normal. It is possible to send a voice message at an appropriate volume to call attention to the device, depending on the distance from the multifunction device.
<
When detecting the user's position in the first embodiment described above, speaker A and speaker B may use different frequencies of ultrasonic waves. For example, speaker A outputs an ultrasonic wave with a frequency fc1, and speaker B outputs an ultrasonic wave with a frequency fc2.
こうすることで、スピーカＡ，Ｂから発せられた超音波がユーザに当たって反射した反射波の周波数も異なるため、受信部であるマイク８に、これらの周波数を弁別するフィルタを具備することで、ユーザの位置検出時において時差を設けることなくスピーカＡ，Ｂより同時に超音波を発信できるので、ユーザの位置検出の迅速化が可能となる。
＜変形例４＞
上記第１および第２の実施の形態において、ユーザの位置検出を行うときのみ、無指向性のスピーカより超音波を照射し、ユーザに対する音声メッセージの送信時に指向性のスピーカを使用するようにしてもよい。これにより、スピーカからの超音波の照射範囲が広がり、ユーザの位置検出時、スピーカを回転せずにユーザからの反射波を容易に得ることができる。
＜変形例５＞
複合機の設置環境の特徴（例えば、複合機の周辺にある壁、柱、キャビネット等）がユーザの位置検出に影響を及ぼすことが想定される。そこで、上述したユーザの位置検出に先立ち、複合機１の周辺にユーザが居ない状態における、スピーカＡ，Ｂより超音波を送信したときの反射波の有無、その度合い等を確認することで、複合機１の設置環境の特徴を事前に把握しておく。そして、実際のユーザの位置検出時に得た反射波の検出結果より、事前に把握した設置環境に起因する反射波を除外する等の演算を行うことで、ユーザの位置検出精度を向上できる。
By doing this, the frequencies of the reflected waves that are reflected when the ultrasonic waves emitted from speakers A and B hit the user are also different. Since ultrasonic waves can be emitted simultaneously from speakers A and B without any time difference when detecting the user's position, it is possible to speed up the detection of the user's position.
<Modification 4>
In the first and second embodiments, the omnidirectional speaker emits ultrasonic waves only when detecting the user's position, and the directional speaker is used when transmitting a voice message to the user. Good too. This expands the irradiation range of the ultrasonic waves from the speaker, and when detecting the user's position, it is possible to easily obtain reflected waves from the user without rotating the speaker.
<
It is assumed that the characteristics of the environment in which the multifunction device is installed (for example, walls, pillars, cabinets, etc. around the multifunction device) affect the detection of the user's position. Therefore, prior to detecting the user's position as described above, by checking the presence or absence of reflected waves and their degree when transmitting ultrasonic waves from speakers A and B when there is no user around the
１，５１ 複合機
３，５３ 超音波送受信装置
５，３５ 制御部
７，３７演算部
８，４８，４９ 超音波受信部（マイク）
１０ ユーザ
１１，１２，４７ 超音波送信部（スピーカ）
１３，１４，４３ 信号増幅部
１５，５５ 超音波信号生成部
１７，５７ 音声信号生成部
１８，１９，５０ 回転駆動部
Ｅ１，Ｅ２ 仮想軌跡
1, 51
10
13, 14, 43
Claims (16)
超音波を使用して前記電子機器の周辺におけるユーザの存在および位置を特定する特定手段と、
前記特定された位置のユーザのみに対して所定の音声情報を送信する送信手段と、
を備え、
前記特定手段は、
所定方向へ第１の超音波を放射する第１の放射手段と、
所定方向へ第２の超音波を放射する第２の放射手段と、
前記第１の超音波のユーザからの第１の反射波と、前記第２の超音波のユーザからの第２の反射波とを受信する第１の受信手段と、
前記第１の超音波の放射開始から前記第１の反射波が前記第１の受信手段で受信されるまでの時間と前記超音波の伝搬速度より、前記第１の放射手段から前記ユーザを介して前記第１の受信手段に至るまでの第１の距離を測定する手段と、
前記第２の超音波の放射開始から前記第２の反射波が前記第１の受信手段で受信されるまでの時間と前記超音波の伝搬速度より、前記第２の放射手段から前記ユーザを介して前記第１の受信手段に至るまでの第２の距離を測定する手段と、
前記第１の距離と前記第２の距離とに基づいて、２次元平面上における当該電子機器と前記ユーザ間の距離および該ユーザの位置を特定する手段と、
を備えることを特徴とする電子機器。 An electronic device having multiple device functions,
identification means for identifying the presence and location of the user in the vicinity of the electronic device using ultrasound;
Transmitting means for transmitting predetermined audio information only to the user at the specified location;
Equipped with
The identifying means is
a first radiating means for radiating a first ultrasonic wave in a predetermined direction;
a second radiating means for radiating a second ultrasonic wave in a predetermined direction;
a first receiving means for receiving a first reflected wave from the first ultrasound user and a second reflected wave from the second ultrasound user;
Based on the time from the start of emission of the first ultrasonic wave until the first reflected wave is received by the first receiving means and the propagation speed of the ultrasonic wave, it is determined that means for measuring a first distance to the first receiving means;
Based on the time from the start of emission of the second ultrasonic wave until the second reflected wave is received by the first receiving means and the propagation speed of the ultrasonic wave, it is determined that means for measuring a second distance to the first receiving means;
means for specifying the distance between the electronic device and the user and the position of the user on a two-dimensional plane based on the first distance and the second distance;
An electronic device characterized by comprising :
前記特定されたユーザに向けて、前記第１の放射手段より超音波を放射するとともに、前記第２の超音波に可聴信号を重畳した重畳波を前記第２の放射手段より放射することを特徴とする請求項１または２に記載の電子機器。 The transmitting means includes:
The first radiation means emits an ultrasonic wave toward the identified user, and the second radiation means emits a superimposed wave in which an audible signal is superimposed on the second ultrasonic wave. The electronic device according to claim 1 or 2 .
超音波を使用して前記電子機器の周辺におけるユーザの存在および位置を特定する特定手段と、
前記特定された位置のユーザのみに対して所定の音声情報を送信する送信手段と、
を備え、
前記特定手段は、
所定方向へ超音波を放射する第３の放射手段と、
前記超音波のユーザからの第３の反射波を受信する第２の受信手段と、
前記超音波のユーザからの第４の反射波を受信する第３の受信手段と、
前記超音波の放射開始から前記第３の反射波が前記第２の受信手段で受信されるまでの時間と前記超音波の伝搬速度より、前記第３の放射手段から前記ユーザを介して前記第２の受信手段に至るまでの第３の距離を測定する手段と、
前記超音波の放射開始から前記第４の反射波が前記第３の受信手段で受信されるまでの時間と前記超音波の伝搬速度より、前記第３の放射手段から前記ユーザを介して前記第３の受信手段に至るまでの第４の距離を測定する手段と、
前記第３の距離と前記第４の距離とに基づいて、２次元平面上における当該電子機器と前記ユーザ間の距離および該ユーザの位置を特定する手段と、
を備えることを特徴とする電子機器。 An electronic device having multiple device functions,
identification means for identifying the presence and location of the user in the vicinity of the electronic device using ultrasound;
Transmitting means for transmitting predetermined audio information only to the user at the specified location;
Equipped with
The identifying means is
a third radiating means for radiating ultrasonic waves in a predetermined direction;
a second receiving means for receiving a third reflected wave from the ultrasound user;
third receiving means for receiving a fourth reflected wave from the ultrasound user;
Based on the time from the start of emission of the ultrasonic wave until the third reflected wave is received by the second receiving means and the propagation speed of the ultrasonic wave, it is determined that means for measuring a third distance to the second receiving means;
Based on the time from the start of emission of the ultrasonic wave until the fourth reflected wave is received by the third receiving means and the propagation speed of the ultrasonic wave, it is determined that means for measuring a fourth distance to the receiving means of No. 3;
means for specifying the distance between the electronic device and the user and the position of the user on a two - dimensional plane based on the third distance and the fourth distance;
An electronic device characterized by comprising:
前記送信手段は、前記特定されたユーザに向けて、前記変調された信号波を前記第３の放射手段より放射することを特徴とする請求項９または１０に記載の電子機器。 further comprising means for modulating the ultrasonic wave with an audible audio signal as a carrier wave,
11. The electronic device according to claim 9 , wherein the transmitting means radiates the modulated signal wave from the third radiating means toward the specified user.
異なる２方向から第１の超音波と第２の超音波を放射する第１の放射工程と、
前記第１の超音波のユーザからの第１の反射波と、前記第２の超音波のユーザからの第２の反射波とを受信する受信工程と、
前記第１の超音波の放射開始から前記第１の反射波が受信されるまでの時間と前記超音波の伝搬速度より、前記第１の超音波の送信点から前記ユーザを介して受信点に至るまでの第１の距離を測定する工程と、
前記第２の超音波の放射開始から前記第２の反射波が受信されるまでの時間と前記超音波の伝搬速度より、前記第２の超音波の送信点から前記ユーザを介して受信点に至るまでの第２の距離を測定する工程と、
２次元平面上における前記第１の超音波の送信点および受信点の位置と前記第１の距離とで表わされる前記ユーザの第１の仮想軌跡と、２次元平面上における前記第２の超音波の送信点および受信点の位置と前記第２の距離とで表わされる前記ユーザの第２の仮想軌跡とに基づいて、前記２次元平面上における前記電子機器と前記ユーザ間の距離および該ユーザの位置を特定する工程と、
前記第２の超音波に可聴信号を重畳した重畳波を生成する工程と、
前記特定されたユーザに向けて前記第１の超音波と前記重畳波を放射する工程と、
を備え、
前記特定された位置のユーザのみに対して前記重畳波に重畳された前記可聴信号を聴取可能にすることを特徴とする電子機器における超音波送受信方法。 A method for transmitting and receiving ultrasonic waves in an electronic device, the method comprising:
a first radiation step of emitting a first ultrasonic wave and a second ultrasonic wave from two different directions;
a receiving step of receiving a first reflected wave from the first ultrasound user and a second reflected wave from the second ultrasound user;
Based on the time from the start of emission of the first ultrasonic wave until the first reflected wave is received and the propagation speed of the ultrasonic wave, it is determined that the first ultrasonic wave is transmitted from the transmission point to the reception point via the user. a step of measuring a first distance to the
Based on the time from the start of emission of the second ultrasonic wave until the second reflected wave is received and the propagation speed of the ultrasonic wave, it is determined that the second ultrasonic wave is transmitted from the transmission point to the reception point via the user. a step of measuring a second distance to the
a first virtual trajectory of the user represented by the positions of the transmission point and reception point of the first ultrasound on a two-dimensional plane and the first distance; and the second ultrasound on the two-dimensional plane. The distance between the electronic device and the user on the two-dimensional plane and the distance between the electronic device and the user on the two-dimensional plane are determined based on the second virtual trajectory of the user expressed by the positions of the transmitting point and the receiving point and the second distance. a step of identifying the location;
generating a superimposed wave in which an audible signal is superimposed on the second ultrasonic wave;
radiating the first ultrasonic wave and the superimposed wave toward the identified user;
Equipped with
An ultrasonic transmission/reception method in an electronic device, characterized in that the audible signal superimposed on the superimposed wave can be heard only by a user at the specified position.
所定方向へ超音波を放射する放射工程と、
前記超音波のユーザからの第１の反射波を受信する工程と、
前記超音波のユーザからの第２の反射波を受信する工程と、
前記超音波の放射開始から前記第１の反射波が受信されるまでの時間と前記超音波の伝搬速度より、前記超音波の送信点から前記ユーザを介して受信点に至るまでの第１の距離を測定する工程と、
前記超音波の放射開始から前記第２の反射波が受信されるまでの時間と前記超音波の伝搬速度より、前記超音波の送信点から前記ユーザを介して受信されるまでの第２の距離を測定する工程と、
２次元平面上における前記超音波の送信点および前記第１の反射波の受信点の位置と前記第１の距離とで表わされる前記ユーザの第１の仮想軌跡と、２次元平面上における前記超音波の送信点および前記第２の反射波の受信点の位置と前記第２の距離とで表わされる前記ユーザの第２の仮想軌跡とに基づいて、前記２次元平面上における前記電子機器と前記ユーザ間の距離および該ユーザの位置を特定する工程と、
前記超音波を搬送波として可聴音声信号で変調する工程と、
前記特定されたユーザに向けて、前記変調された信号波を放射する工程と、
を備え、
前記特定された位置のユーザのみに対して前記可聴音声信号を聴取可能にすることを特徴とする電子機器における超音波送受信方法。 A method for transmitting and receiving ultrasonic waves in an electronic device, the method comprising:
a radiation step of emitting ultrasonic waves in a predetermined direction;
receiving a first reflected wave from the ultrasound user;
receiving a second reflected wave from the ultrasound user;
From the time from the start of emission of the ultrasonic wave until the first reflected wave is received and the propagation speed of the ultrasonic wave, the first reflected wave from the ultrasonic transmission point to the reception point via the user a step of measuring distance;
A second distance from the transmission point of the ultrasonic wave until it is received via the user based on the time from the start of emission of the ultrasonic wave until the second reflected wave is received and the propagation speed of the ultrasonic wave. a step of measuring
a first virtual trajectory of the user represented by the positions of the ultrasonic transmission point and the first reflected wave reception point on a two-dimensional plane and the first distance; and the ultrasonic wave on the two-dimensional plane. Based on the second virtual trajectory of the user represented by the positions of the sound wave transmission point and the second reflected wave reception point, and the second distance, the electronic device and the determining the distance between the users and the location of the users;
modulating the ultrasound as a carrier wave with an audible audio signal;
radiating the modulated signal wave toward the identified user;
Equipped with
An ultrasonic transmission/reception method in an electronic device, characterized in that the audible audio signal is made audible only to a user at the specified position.
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| JP2019193579A JP7344085B2 (en) | 2019-10-24 | 2019-10-24 | Electronic devices and ultrasonic transmission/reception methods in electronic devices |
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