WO2018096761A1 - 音響装置及び移動体 - Google Patents

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WO2018096761A1
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steering angle
speakers
acoustic device
driver
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宮阪　修二
一任 阿部
克海 小林
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株式会社ソシオネクスト
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Definitions

  • the present disclosure relates to an acoustic device that provides a three-dimensional sound effect to a driver in a moving body (for example, a vehicle, a ship, and the like) including a handle, and a moving body including the same.
  • a moving body for example, a vehicle, a ship, and the like
  • a handle for example, a handle, and a moving body including the same.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating how to transmit an effective alert message to the driver 61 in the vehicle 50. As shown in FIG.
  • FIG. 11 is a block diagram showing an outline of processing for generating sound at the ear.
  • FIG. 11 an example of processing that can simultaneously generate sound in each of the left ear and the right ear of the driver 61 is shown.
  • the sound is generated by processing the first sound signal and the second sound signal by the virtual sound image localization filters 81 and 82 and the crosstalk canceling unit 80.
  • the first audio signal is a signal representing a sound generated at the left ear of the driver 61
  • the second audio signal is a signal representing a sound generated at the right ear of the driver 61.
  • the virtual sound image localization filter 81 is designed so that the sound of the audio signal input to the filter is heard from the left direction of the driver 61, that is, the sound of the audio signal is localized on the left side of the driver 61.
  • the virtual sound image localization filter 81 localizes the sound of the audio signal to a predetermined position, and the sound is emphasized and perceived at the position of the left ear of the driver 61 facing the L-side speaker 88 and the R-side speaker 89.
  • the virtual sound image localization filter 82 is a filter designed so that the sound of the audio signal input to the filter can be heard from the right side of the driver 61.
  • the first audio signal processed by the virtual sound image localization filter 81 is input to one input terminal of the crosstalk cancellation unit 80.
  • the second audio signal processed by the virtual sound image localization filter 82 is input to the other input terminal of the crosstalk cancellation unit 80.
  • the crosstalk canceling unit 80 performs a process of canceling the sound of the sound signal to be perceived at one ear of the driver 61 on the sound signal, suppressing the sound of the sound signal perceived by the other ear of the driver 61. Part.
  • the transfer function A, B, C and D are multiplied, the signal multiplied by the transfer function A is added to the signal multiplied by the transfer function B, and the transfer function C is multiplied.
  • Signal and the signal multiplied by the transfer function D and addition processing are included.
  • the crosstalk canceling process is an inverse matrix of a 2 ⁇ 2 matrix having the transfer function of the sound output from the L-side speaker 88 and the R-side speaker 89 and reaching each ear of the driver 61 as an element. This is the process used.
  • the transfer functions A, B, C, and D are the transfer functions hFL and hCL from the L-side speaker 88 to the left and right ears of the driver 61, respectively, and the left and right ears of the driver 61 from the R-side speaker 89. It is determined based on the transfer functions hCR and hFR to each of the ears.
  • transfer functions hFL, hCL, hFR, and hCR indicating transfer characteristics from the L-side speaker 88 and the R-side speaker 89 to the left and right ears of the driver are functions that are calculated or measured in advance.
  • the transfer functions hVL and hVR are functions indicating the transfer characteristics of sound from the temporary speaker to the ear when the speaker is placed at the left and right ears.
  • the transfer functions A, B, C, and D are functions that function as a filter that realizes an inverse characteristic of the acoustic space characteristic realized by the transfer functions hFL, hCL, hFR, and hCR. That is, the transfer functions A, B, C, and D are given by Equation 1 below.
  • transfer functions V1 and V2 shown in FIG. 11 are transfer functions hVL and hVR, respectively.
  • the sound emitted from the L-side speaker 88 and the R-side speaker 89 sounds as if it were emitted from the driver's ear (Patent Document 1).
  • Patent Document 2 a device has been proposed in which a speaker is arranged on a handle (Patent Document 2).
  • a speaker, a microphone, and the like are appropriately disposed on the handle to effectively provide a call function, a music playback function, and the like to the driver.
  • the transfer functions hFL, hCL, hFR, and hCR shown in FIG. 11 are transfer functions each represented by several hundred taps. These transfer functions are calculated in advance by a geometric positional relationship, or are measured by arranging a sound source and a microphone in such a positional relationship in advance. For this reason, even if the acoustic processing is performed such that the sound is emitted at the ear as described above using the transfer functions A, B, C, and D obtained by calculation or measurement, the listener and the speaker in the actual reproduction environment If there is any obstacle between the two, the sound transmission characteristic is different from the characteristic calculated or measured in advance, so that the expected acoustic effect (in the above case, the ear reproduction effect) cannot be obtained. In particular, in the case of a passenger compartment, the expected acoustic effect may not be obtained because the speaker is at the knee of the driver's seat or the passenger seat, or some interior is between the speaker and the listener.
  • the present disclosure has been made in view of such a conventional problem, and an object of the present disclosure is to provide an acoustic device capable of more reliably providing a stereoscopic effect to a driver and a moving body including the same.
  • an acoustic device that provides a three-dimensional acoustic effect to a driver of a moving body, and is attached to a handle that controls a traveling direction of the moving body.
  • a signal output unit that outputs signals to the plurality of speakers.
  • the signal output unit includes an audio signal accumulation unit that accumulates the audio signal, a control unit that determines a filter coefficient related to the processing according to the steering angle, And a signal processing unit that generates the plurality of output signals by performing the processing on the audio signal using the filter coefficient.
  • the signal processing unit may further perform a crosstalk cancellation process on the audio signal.
  • the signal output unit includes an output signal accumulation unit in which a plurality of signal groups respectively associated with a plurality of different steering angles are accumulated, and the plurality of signals
  • a signal selection unit that selects one signal group corresponding to the steering angle detected by the steering angle detection unit from the group, and each of the plurality of signal groups includes the plurality of output signals. But you can.
  • the plurality of output signals output by the signal output unit when the steering angle is not zero have the same stereophonic effect as when the steering angle is zero.
  • the said process for providing may be performed.
  • the signal output unit may output the plurality of output signals that do not provide the stereophonic effect.
  • the signal output unit when the amount of fluctuation of the rudder angle per unit time is larger than a predetermined value, the signal output unit outputs the plurality of output signals that do not provide a stereophonic effect. It may be output.
  • the relative positions of the plurality of speakers with respect to the driver are constantly changing, and it is difficult to reliably provide a three-dimensional sound effect.
  • the process performed on the output signal in the audio device 1 can be simplified by stopping the provision of the stereophonic effect.
  • At least two of the plurality of speakers are arranged on the same arc centering on a rotation axis of the handle, and the steering angle is zero.
  • the vertical positions of the two speakers may be the same.
  • the speakers are arranged symmetrically with respect to the driver located near the rotation axis of the steering wheel, it is possible to realize a speaker arrangement that can easily provide a three-dimensional sound effect.
  • At least two of the plurality of speakers may be arranged in a point-symmetric position with respect to a point on the rotation axis of the handle.
  • the plurality of speakers may be arranged symmetrically with respect to a vertical plane including the rotation axis of the handle when the rudder angle is 0 degree. Good.
  • the speakers are arranged symmetrically with respect to the driver located near the rotation axis of the steering wheel, it is possible to realize a speaker arrangement that can easily provide a three-dimensional sound effect.
  • a moving body includes the acoustic devices and a handle.
  • an acoustic device that can more reliably provide a three-dimensional sound effect to a driver and a moving body including the same.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a functional configuration of the acoustic device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating the steering angle of the steering wheel according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating configurations of a control unit and a signal processing unit according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a relationship between the steering angle and the state of the steering wheel in the acoustic device according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing a positional relationship between the L-side speaker and the R-side speaker and the listener (driver) when the steering angle is 0 degree.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a functional configuration of the acoustic device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating the steering angle of the steering wheel according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating configurations of a control unit and a signal processing unit according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing the positional relationship between the L-side speaker and the R-side speaker and the listener (driver) when the steering angle is 30 degrees.
  • FIG. 7 is a schematic diagram illustrating an arrangement example of a plurality of speakers according to the first embodiment.
  • FIG. 8 is a block diagram illustrating a functional configuration of the acoustic device according to the second embodiment.
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing an arrangement of speakers mounted on a handle according to a modification.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating how to transmit an effective alert message to the driver in the vehicle.
  • FIG. 11 is a block diagram showing an outline of processing for generating sound at the ear.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a functional configuration of the acoustic device 1 according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating the steering angle ⁇ of the handle 10 according to the present embodiment.
  • the acoustic device 1 shown in FIG. 1 is a device that provides a three-dimensional sound effect to a driver of a moving body.
  • the moving body is not particularly limited as long as it is a transport device including the handle 10 that controls the traveling direction, and is, for example, an automobile or a ship.
  • the moving body is an automobile such as the vehicle 50 shown in FIG. 10 and includes the handle 10 having a substantially circular outer edge.
  • the handle 10 is an operation component that can control the traveling direction of the moving body according to the steering angle ⁇ , and is operated by the driver of the moving body.
  • FIG. 1 is a device that provides a three-dimensional sound effect to a driver of a moving body.
  • the moving body is not particularly limited as long as it is a transport device including the handle 10 that controls the traveling direction, and is, for example, an automobile or a ship.
  • the moving body is an automobile such as the vehicle 50 shown in FIG. 10 and includes the handle 10 having a substantially circular outer edge.
  • the handle 10 is an operation
  • the steering angle ⁇ is an angle obtained by rotating the handle 10 around the rotation axis Ax with reference to the angle of the handle 10 when the moving body moves straight.
  • the rotation axis Ax is arranged at the approximate center of the handle 10 whose outer edge is substantially circular.
  • the acoustic device 1 includes a plurality of speakers (L-side speaker 11 and R-side speaker 12), a steering angle detection unit 13, and a signal output unit 2.
  • a plurality of speakers are attached to the handle 10 that controls the traveling direction of the moving body. As shown in FIG. 1, an L-side speaker 11 and an R-side speaker 12 are attached to the handle 10 as a plurality of speakers. Since a plurality of speakers are attached to the handle 10, obstacles between the plurality of speakers and the driver can be reduced, so that the three-dimensional sound effect can be provided more reliably. Note that the number of the plurality of speakers is not limited to two, and may be three or more.
  • the L-side speaker 11 and the R-side speaker 12 are respectively left and right with respect to the rotation axis Ax of the handle 10 when viewed from the driver facing the handle 10. It is the speaker arrange
  • the L-side speaker 11 and the R-side speaker 12 are disposed on the same arc Ar having a radius r centered on the rotation axis Ax of the handle 10.
  • the L-side speaker 11 and the R-side speaker 12 are arranged symmetrically with respect to a vertical plane including the rotation axis Ax of the handle 10 when the steering angle ⁇ is 0 degree.
  • the L-side speaker 11 and the R-side speaker 12 are arranged symmetrically with respect to the driver located near the rotation axis Ax of the handle 10, so that the three-dimensional sound effect can be easily provided.
  • the L-side speaker 11 and the R-side speaker 12 are arranged at point-symmetrical positions with respect to a point on the rotation axis Ax of the handle 10.
  • a speaker is arrange
  • the speaker arrangement described above may be shifted by a manufacturing error.
  • the arrangement of each speaker may be shifted by about 10% of the dimension (length, etc.) of each speaker.
  • the steering angle detector 13 is a measuring device that detects the steering angle ⁇ of the handle 10.
  • the steering angle detector 13 detects the steering angle ⁇ and outputs a signal indicating the latest value of the steering angle ⁇ to the signal output unit 2 at a predetermined time interval.
  • the method for detecting the steering angle ⁇ is not particularly limited.
  • the rudder angle detector 13 may detect, for example, using a magnetoresistive element, optically detect using a light emitting element and a light receiving element, or use other known detection methods. Good.
  • you may acquire the information of the steering angle (alpha) from in-vehicle CAN (Control Area Network) information.
  • the signal output unit 2 is a processing unit that outputs a plurality of output signals to a plurality of speakers, respectively.
  • the signal output unit 2 outputs one of the two output signals to the L-side speaker 11 and the other output signal to the R-side speaker 12. That is, the two output signals correspond to the two speakers on a one-to-one basis.
  • Each of the plurality of output signals output by the signal output unit 2 is a signal that is a process related to the stereophonic sound effect and that is processed according to the steering angle ⁇ .
  • the signal output unit 2 includes a control unit 14, a signal processing unit 15, and an audio signal storage unit 16.
  • the control unit 14 is a processing unit that determines a filter coefficient related to processing performed on the audio signal in accordance with the steering angle ⁇ detected by the steering angle detection unit 13.
  • the control unit 14 receives a signal indicating the value of the steering angle ⁇ detected by the steering angle detection unit 13 and determines a filter coefficient corresponding to the steering angle ⁇ .
  • the control unit 14 will be described in detail with reference to FIG.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the control unit 14 and the signal processing unit 15 according to the present embodiment.
  • the filter coefficients determined by the control unit 14 are coefficients corresponding to the filter coefficients A, B, C, and D described above with reference to FIG.
  • filter coefficients A (0), B (0), C (0), and D (0) corresponding to the case where the steering angle ⁇ is 0 degree are accumulated.
  • filter coefficients selected according to the steering angle ⁇ are represented as A ( ⁇ ), B ( ⁇ ), C ( ⁇ ), and D ( ⁇ ).
  • the control unit 14 has a filter coefficient corresponding to each case where the steering angle ⁇ is 10 degrees, 20 degrees,. It is remembered.
  • the control unit 14 outputs the filter coefficient selected based on the signal indicating the steering angle ⁇ input from the steering angle detection unit 13 to the signal processing unit 15.
  • the control unit 14 stores a filter coefficient corresponding to each steering angle ⁇ , but every time a signal indicating the steering angle ⁇ is input from the steering angle detection unit 13, A filter coefficient corresponding to the steering angle ⁇ may be generated.
  • the signal processing unit 15 is a processing unit that generates a plurality of output signals by processing the audio signal using the filter coefficient determined by the control unit 14. More specifically, as shown in FIG. 3, the signal processing unit 15 adds the filter coefficients A ( ⁇ ) and B ( ⁇ input from the control unit 14 to the audio signal input from the audio signal storage unit 16. ), C ( ⁇ ) and D ( ⁇ ) are performed to generate a plurality of output signals.
  • the signal processing unit 15 outputs a plurality of output signals to a plurality of speakers, respectively. Thereby, since the several output signal corresponding to an audio
  • the audio signal storage unit 16 is a storage unit that stores one or more audio signals reproduced by the acoustic device 1.
  • the audio signal includes audio information to be heard by the driver.
  • the audio signal may include audio information such as an alert sound for alerting the driver and a message for notifying traffic conditions.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing the relationship between the steering angle ⁇ and the state of the handle 10 in the acoustic device 1 according to the present embodiment.
  • the rudder angle detector 13 detects the rudder angle ⁇ .
  • the rudder angle detection unit 13 detects that the rudder angle ⁇ is 0 degrees (that is, a state where the automobile is traveling straight).
  • FIG. 4A shows the state of the handle 10 when the steering angle ⁇ is 0 degree. Since the driver is expected to be located in front of the steering wheel, when the steering angle ⁇ is 0 degree, the L-side speaker 11 and the R-side speaker 12 are viewed from the rotation axis Ax of the steering wheel 10 when viewed from the driver. It can be said that the positional relationship is symmetrical.
  • control unit 14 arranges a plurality of speakers symmetrically from filter coefficients created in advance as filter coefficients for providing a stereophonic effect for emitting sound at the driver's ear.
  • the filter coefficient corresponding to the case is selected.
  • control unit 14 may generate filter coefficients corresponding to the case where they are arranged symmetrically.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing the positional relationship between the L-side speaker 11 and the R-side speaker 12 and the listener (driver) when the steering angle ⁇ is 0 degree.
  • the transfer function hFL in FIG. 11 described as the background art corresponds to the transfer function hFL in FIG. 5 (shown by a thick broken line), and the transfer function hCR in FIG. 11 corresponds to the transfer function hCR in FIG. 5 (shown by a thin broken line).
  • the transfer function hFL is a function indicating the transfer characteristic of sound from the L-side speaker 11 to the driver's left ear.
  • the transfer function hCR is a function indicating a transfer characteristic of sound from the R-side speaker 12 to the driver's left ear.
  • Each transfer function may be obtained by calculation from the geometric positional relationship between each speaker and the driver, or by measuring using a speaker and a microphone arranged so as to have such a positional relationship. May be.
  • the transfer functions hFR and hCL are respectively a function indicating the transfer characteristic of sound from the R-side speaker 12 to the driver's right ear, and the L-side speaker 11 to the driver's right ear. It is a function that shows the transfer characteristics of the sound that reaches.
  • the transfer functions hFR and hCL are also obtained by calculation or measurement.
  • the method of obtaining the filter coefficients A (0), B (0), C (0), and D (0) from hFL, hCR, hFR, and hCL obtained in advance in this way is as described in the background art section. It is.
  • the filter coefficient derivation method is the same as the method described in the background section, but this derivation method is only an example, and any method already known in the stereophonic sound processing technology is used. It may be used.
  • the signal processing unit 15 reads the audio signal from the audio signal storage unit 16 and uses the filter coefficients A (0), B (0), C (0), and D (0) input from the control unit 14. To process the audio signal.
  • the control unit 14 uses filter coefficients A ( ⁇ ), B ( ⁇ ), C ( ⁇ ), and D ( ⁇ obtained in advance for each predetermined steering angle ⁇ by the method described above. ) Is stored, and an appropriate filter coefficient is selected based on a signal indicating the value of the steering angle ⁇ input from the steering angle detection unit 13 and transmitted to the signal processing unit 15.
  • the signal processing unit 15 performs signal processing including crosstalk cancellation processing using these filter coefficients. Thereby, the crosstalk which generate
  • the filter coefficients A (0), B (0), C (0) and D (0) are selected by the control unit 14 and transmitted to the signal processing unit 15.
  • a (0), B (0), C (0), and D (0) are set as the filter coefficients A, B, C, and D, respectively, and the filter coefficients A (0), B (0 ), C (0) and D (0) to process the audio signal to generate a plurality of output signals.
  • the signal processing unit 15 generates two output signals.
  • the two output signals generated in this way are input to the L-side speaker 11 and the R-side speaker 12, respectively. Then, the L-side speaker 11 and the R-side speaker 12 reproduce the two output signals, thereby providing the driver with a sound in which a stereophonic effect is added.
  • FIG. 4B shows a state where the steering angle ⁇ of the handle 10 is 30 degrees.
  • the steering angle detector 13 detects that the steering angle ⁇ of the handle 10 is 30 degrees.
  • the control unit 14 selects a filter coefficient corresponding to the steering angle ⁇ of 30 degrees, that is, A (30), B (30), C (30), and D (30) from the previously generated filter coefficients. To do. How the filter coefficients are derived will be described with reference to the drawings.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing a positional relationship between the L-side speaker 11 and the R-side speaker 12 and the listener (driver) when the steering angle ⁇ is 30 degrees.
  • the plurality of output signals output by the signal output unit 2 when the steering angle ⁇ is not 0 degrees provides the same (or the same) stereophonic effect as when the steering angle ⁇ is 0 degrees.
  • the processing for is performed. Thereby, even when the positions of the plurality of speakers move from the position when the steering angle is 0 degree, the same stereophonic effect as when the steering angle ⁇ is 0 degree can be provided.
  • the transfer function hFL in FIG. 11 described as the background art corresponds to the transfer function hFL in FIG. 6 (shown by a thick broken line), and the transfer function hCR in FIG. 11 corresponds to the transfer function hCR in FIG. 6 (shown by a thin broken line).
  • the transfer function hFL is a function indicating a transfer characteristic of sound from the L-side speaker 11 to the left ear of the driver who is the listener.
  • the transfer function hCR is a function indicating a transfer characteristic of sound from the R-side speaker 12 to the driver's left ear.
  • Each transfer function may be obtained by calculation from the geometric positional relationship between each speaker and the driver, or by measuring using a speaker and a microphone arranged so as to have such a positional relationship. Also good.
  • the transfer functions hFR and hCL are a function indicating a sound transmission characteristic from the R-side speaker 12 to the driver's right ear, and a sound from the L-side speaker 11 to the driver's right ear, respectively. It is a function which shows the transfer characteristic.
  • the transfer functions hFR and hCL are also obtained by calculation or measurement. The method for obtaining the filter coefficients A (30), B (30), C (30), and D (30) from hFL, hCR, hFR, and hCL thus obtained in advance is as described in the background art section. It is.
  • the positions of a plurality of speakers attached to the handle 10 as the handle 10 rotates. Fluctuates.
  • the handle 10 is rotated by the rudder angle ⁇ about the rotation axis Ax at the center position, the L-side speaker 11 arranged at a position separated from the rotation axis Ax by the distance r is r downward.
  • Xsin ⁇ is moved and r (1-cos ⁇ ) is moved to the inside of the handle 10 (right side as viewed from the driver).
  • the R-side speaker 12 disposed at a position r apart from the rotation axis Ax moves upward by r ⁇ sin ⁇ , and r (1 ⁇ cos ⁇ ) is located inside the handle 10 (left side as viewed from the driver). Will move.
  • Each transfer function may be calculated or measured according to the geometric positional relationship between the plurality of speakers and the left and right ears of the driver thus obtained.
  • the signal processing unit 15 reads the audio signal from the audio signal storage unit 16 and uses the filter coefficients A (30), B (30), C (30), and D (30) input from the control unit 14. To process the audio signal. Thereby, two output signals corresponding to the case where the steering angle ⁇ is 30 degrees are generated.
  • the two output signals generated in this way are input to the L-side speaker 11 and the R-side speaker 12, respectively. Then, a voice with a three-dimensional sound effect added to the driver is provided.
  • FIG. 4C shows a state where the steering angle ⁇ of the handle 10 is 90 degrees.
  • the rudder angle detector 13 detects that the rudder angle ⁇ of the handle 10 is 90 degrees.
  • the L-side speaker 11 and the R-side speaker 12 are arranged symmetrically, but when the steering angle is 90 degrees.
  • the L-side speaker 11 and the R-side speaker 12 are respectively arranged above and below the rotation axis Ax. For this reason, when viewed from the driver, the sound emitted from each speaker is equally transmitted to the left and right ears of the driver. Since the stereophonic sound effect is perceived by the phase difference or volume difference of the sound that reaches the left and right ears of a person, when the steering angle ⁇ is 90 degrees, the stereophonic sound effect cannot be provided.
  • the control unit 14 generates a filter coefficient that does not generate a stereophonic effect, typically a filter coefficient having a transfer characteristic of 1.
  • the signal processing unit 15 reads the audio signal from the audio signal storage unit 16 and uses the filter coefficients A (90), B (90), C (90), and D (90) input from the control unit 14. To process the audio signal. Thereby, two output signals corresponding to the case where the steering angle ⁇ is 90 degrees are generated.
  • the two output signals generated in this way are input to the L-side speaker 11 and the R-side speaker 12, respectively. And the audio
  • the processing can be simplified as compared with the case of performing processing for providing a stereophonic effect.
  • the acoustic device 1 is configured not to provide a three-dimensional sound effect when the steering angle ⁇ is 90 degrees.
  • the configuration of the acoustic device 1 is not limited to this.
  • the predetermined angle is, for example, about 80 degrees.
  • a filter coefficient that does not provide a stereophonic effect may be used.
  • the steering angle ⁇ is greater than 80 degrees and less than 100 degrees, a filter coefficient that does not provide a stereophonic effect may be used.
  • FIG. 4D shows a state where the steering angle ⁇ of the handle 10 is 120 degrees.
  • the rudder angle detector 13 detects that the rudder angle ⁇ at that time is 120 degrees.
  • the control unit 14 selects a filter coefficient obtained by switching the left and right of the filter coefficient selected when the steering angle ⁇ is 60 degrees. That is, when the steering angle ⁇ is 60 degrees, the filter coefficient used for processing the output signal output to the L-side speaker 11 is used for processing the output signal output to the R-side speaker 12, and the steering angle ⁇ is 60 degrees.
  • the filter coefficient used for processing the output signal output to the R-side speaker 12 is used for processing the output signal output to the L-side speaker 11.
  • a (120) C (60)
  • B (120) D (60)
  • C (120) A (60)
  • D (120) B (60) hold.
  • the signal processing unit 15 reads the audio signal from the audio signal storage unit 16 and uses the filter coefficients A (120), B (120), C (120), and D (120) input from the control unit 14. To process the audio signal. Thereby, two output signals corresponding to the case where the steering angle ⁇ is 120 degrees are generated.
  • the two output signals generated in this way are input to the L-side speaker 11 and the R-side speaker 12, respectively. Then, a voice with a three-dimensional sound effect added to the driver is provided.
  • the steering angle ⁇ when the steering angle ⁇ exceeds 90 degrees, an example in which the filter coefficient applied to the left and right output signals is replaced is shown.
  • the steering angle ⁇ normally exceeds 90. Since the driving time does not last for a long time, it is not necessary to provide the three-dimensional sound effect when the steering angle ⁇ exceeds 90. Or you may stop providing the audio
  • the time when the rudder angle exceeds 90 may continue for a long time, it is better to provide a stereophonic effect in which the left and right are switched. Also, even when it is applied to automobiles, when the gear is put in the back and put in the garage, the rudder angle may be longer than 90 for a long time. Therefore, it is desirable to provide the driver with a sound using a stereophonic effect.
  • the acoustic device 1 is an acoustic device that provides a three-dimensional acoustic effect to a driver of a moving body.
  • the acoustic device 1 includes a plurality of speakers attached to a handle 10 that controls the traveling direction of a moving body, a rudder angle detector 13 that detects a rudder angle ⁇ of the handle 10, and a process related to a three-dimensional sound effect.
  • a signal output unit 2 that outputs a plurality of output signals, which are signals obtained by performing processing according to the angle ⁇ , to the plurality of speakers.
  • the signal output unit 2 includes an audio signal accumulation unit 16 that accumulates an audio signal, a control unit 14 that determines a filter coefficient for processing according to the steering angle ⁇ , and an audio signal that uses the filter coefficient. You may provide with the signal processing part 15 which produces
  • the signal processing unit 15 may further perform a crosstalk cancellation process on the audio signal.
  • the crosstalk generated in the audio device 1 can be suppressed. For this reason, it can suppress that the stereophonic effect provided by the audio equipment 1 deteriorates.
  • the plurality of output signals output by the signal output unit 2 when the steering angle ⁇ is not zero are subjected to processing for providing the same three-dimensional acoustic effect as when the steering angle ⁇ is zero. May be.
  • the signal output unit 2 may output a plurality of output signals that do not provide the stereophonic effect.
  • the acoustic device 1 At least two of the plurality of speakers are arranged on the same arc Ar centered on the rotation axis Ax of the handle 10, and when the steering angle ⁇ is zero, The vertical position of the speakers may be the same.
  • the speakers are arranged symmetrically with respect to the driver positioned near the rotation axis Ax of the handle 10, it is possible to realize a speaker arrangement that can easily provide a three-dimensional sound effect.
  • At least two of the plurality of speakers may be arranged in a point-symmetrical position with respect to a point on the rotation axis Ax of the handle 10.
  • the plurality of speakers may be arranged symmetrically with respect to a vertical plane including the rotation axis Ax of the handle 10 when the steering angle ⁇ is 0 degree.
  • the speakers are arranged symmetrically with respect to the driver positioned near the rotation axis Ax of the handle 10, it is possible to realize a speaker arrangement that can easily provide a three-dimensional sound effect.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing an arrangement example of a plurality of speakers according to the present embodiment.
  • the L-side speaker 11 and the R-side speaker 12 were arranged in a point-symmetrical position with respect to a point on the rotation axis Ax of the handle 10. In this case, as described above, even if the handle 10 is rotated, the two speakers are not simultaneously biased to the right side or the left side, so that it is easy to provide a stereophonic effect.
  • the steering angle ⁇ is 0 degree. In this case, they may be arranged symmetrically.
  • a steering wheel of an automobile has a rudder angle of approximately 0 degrees when traveling.
  • two speakers are located on the right side or the left side with respect to the rotation axis Ax of the handle 10. This is because they are rarely biased to one side.
  • the arrangement when the steering angle ⁇ of the L-side speaker 11 and the R-side speaker 12 is 0 degrees is not symmetrical. Since the stereophonic sound effect is perceived by the phase difference or sound pressure difference of the sound reaching the left and right ears of the listener, the stereoacoustic effect can be degraded in the speaker arrangement example shown in FIG. Therefore, in order to provide a stereophonic effect more reliably, the speaker arrangement should be symmetrical.
  • the second embodiment will be described.
  • the acoustic device according to the present embodiment is different from the acoustic device 1 according to the first embodiment in the configuration of the signal output unit.
  • the acoustic device according to the present embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the acoustic device 1 according to the first embodiment.
  • FIG. 8 is a block diagram showing a functional configuration of the acoustic device 101 according to the present embodiment.
  • the acoustic device 101 is similar to the acoustic device 1 according to the first embodiment, in which a plurality of speakers (the L-side speaker 11 and the R-side speaker 12), the steering angle detection unit 13, and the signal And an output unit 102.
  • the signal output unit 102 includes a conversion unit 94, a signal selection unit 95, and an output signal storage unit 96.
  • the conversion unit 94 is a processing unit that outputs a steering angle index corresponding to the steering angle ⁇ detected by the steering angle detection unit 13 to the signal selection unit 95.
  • the rudder angle index is an identification symbol corresponding to the rudder angle ⁇ .
  • the converter 94 receives a signal indicating the value of the steering angle ⁇ detected by the steering angle detection unit 13 and determines a steering angle index corresponding to the steering angle ⁇ .
  • the output signal storage unit 96 is a storage unit in which a plurality of signal groups respectively associated with a plurality of different steering angles ⁇ are stored.
  • Each of the plurality of signal groups includes a plurality of output signals.
  • the plurality of output signals are signals related to the stereophonic sound effect and processed according to the steering angle ⁇ on the audio signal. Is output to the speaker. More specifically, the plurality of output signals are signals generated by subjecting the audio signal to processing using filter coefficients as stored in the control unit 14 according to the first embodiment.
  • the signal selection unit 95 is a processing unit that selects a signal group corresponding to the steering angle ⁇ detected by the steering angle detection unit 13 from a plurality of signal groups stored in the output signal storage unit 96.
  • the signal selection unit 95 outputs a plurality of output signals included in the selected signal group to a plurality of speakers, respectively. More specifically, the signal selection unit 95 selects a signal group corresponding to the steering angle index input from the conversion unit 94 from a plurality of signal groups.
  • the plurality of signal groups stored in the output signal storage unit 96 are associated with different steering angle indexes.
  • the signal selection unit 95 selects a signal group corresponding to the steering angle ⁇ based on the steering angle index input from the conversion unit 94.
  • the signal output unit 102 includes the output signal storage unit 96 in which a plurality of signal groups respectively associated with a plurality of different steering angles ⁇ are stored, A signal selection unit 95 that selects one signal group corresponding to the steering angle ⁇ detected by the steering angle detection unit 13 from the plurality of signal groups, and each of the plurality of signal groups includes a plurality of output signals. including.
  • the signal output unit 102 a plurality of output signals are stored in advance in the output signal storage unit 96 as a signal group, so that an operation for generating an output signal is not necessary. For this reason, the amount of calculation in the signal output unit 102 can be reduced.
  • Embodiments 1 and 2 have been described as examples of the technology disclosed in the present application. However, the technology in the present disclosure is not limited to this, and can also be applied to an embodiment in which changes, replacements, additions, omissions, and the like are appropriately performed. Moreover, it is also possible to combine each component demonstrated in the said Embodiment 1 and Embodiment 2 into a new embodiment.
  • the comprehensive or specific aspect of the acoustic device described in each of the above embodiments may be realized by a recording medium such as a system, a method, an integrated circuit, a computer program, or a computer-readable CD-ROM,
  • a recording medium such as a system, a method, an integrated circuit, a computer program, or a computer-readable CD-ROM
  • the present invention may be realized by any combination of a system, a method, an integrated circuit, a computer program, and a recording medium.
  • each component (signal processing unit 15 and the like) constituting the audio device 1 according to Embodiment 1 of the present disclosure includes a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), a ROM, a communication interface, It may be realized by software such as a program executed on a computer including an I / O port, a hard disk, a display, or the like, or may be realized by hardware such as an electronic circuit.
  • a CPU Central Processing Unit
  • RAM Random Access Memory
  • ROM Read Only Memory
  • communication interface It may be realized by software such as a program executed on a computer including an I / O port, a hard disk, a display, or the like, or may be realized by hardware such as an electronic circuit.
  • each component may be configured by dedicated hardware or may be realized by executing a software program suitable for each component.
  • Each component may be realized by a program execution unit such as a CPU or a processor reading and executing a software program recorded on a recording medium such as a hard disk or a semiconductor memory.
  • the audio signal is processed so as not to provide the stereophonic effect.
  • a case where a stereophonic sound effect is not provided may be set.
  • the signal output unit may output a plurality of output signals that are processed so as not to provide the stereophonic effect.
  • the relative positions of the plurality of speakers with respect to the driver are constantly changing, and it is difficult to reliably provide the three-dimensional sound effect.
  • FIG. 9 is a schematic view showing the arrangement of speakers mounted on the handle 110 according to this modification.
  • FIG. 9A shows the arrangement of the three speakers 111, 112, and 113 when the steering angle ⁇ is 0 degree.
  • the speakers 111 and 112 arranged in the horizontal direction are used, and sound is output from the speaker 111 based on the output signal of the left channel contributing to the stereophonic effect. Sound is output from the speaker 112 based on the output signal of the right channel that contributes to the stereophonic effect. From the speaker 113, sound is output based on an output signal that does not contribute to the stereophonic effect, or no sound is output.
  • FIG. 9B shows the arrangement of the three speakers 111, 112, and 113 when the steering angle ⁇ is 30 degrees.
  • the left channel output signal that contributes to the stereophonic sound effect is output from the speaker 111 and the speaker 113.
  • the sound is output from the speaker 112 based on the output signal of the right channel contributing to the stereophonic effect.
  • FIG. 9 shows the arrangement of the three speakers 111, 112 and 113 when the steering angle ⁇ is 60 degrees.
  • the speaker 112 and the speaker 113 arranged in the horizontal direction can be used.
  • sound is output from the speaker 113 based on the output signal of the left channel that contributes to the stereophonic effect.
  • Sound is output from the speaker 112 based on the output signal of the right channel that contributes to the stereophonic effect.
  • the speaker 111 emits sound based on an output signal that does not contribute to the stereophonic effect, or does not emit sound.
  • the acoustic device according to the present disclosure may be applied to a moving body such as the vehicle 50 illustrated in FIG. That is, the moving body may include the handle 10 and the acoustic device according to the present disclosure. Thereby, in a moving body, there can exist an effect similar to the audio equipment concerning this indication.
  • the present disclosure can be used for, for example, voice alerting to a driver in an acoustic device for a moving body (automobile, ship, etc.) having a handle.
  • the present disclosure can be used as an acoustic device that can enhance an alerting effect by generating an alert sound at the driver's ear.

Landscapes

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Abstract

移動体の運転者に対し立体音響効果を提供する音響装置（１）であって、移動体の進行方向を制御するハンドル（１０）に装着される複数のスピーカ（Ｌ側スピーカ（１１）及びＲ側スピーカ（１２））と、ハンドル（１０）の舵角（α）を検知する舵角検知部（１３）と、立体音響効果に係る処理であって舵角（α）に応じた処理が音声信号に施された信号である複数の出力信号を、それぞれ複数のスピーカに出力する信号出力部（２）とを備える。

Description

音響装置及び移動体
　本開示は、ハンドルを備えた移動体（例えば、車両、船舶など）において運転者に対し立体音響効果を提供する音響装置及びそれを備える移動体に関する。
　近年、ＡＤＡＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ　Ｄｒｉｖｉｎｇ　Ａｓｓｉｓｔａｎｔ　Ｓｙｓｔｅｍ）技術の進歩により、歩行者やバイクなど、車両の運転者が注意を持って回避しなければならない危険物の存在を自動的に検知できるようになり、それを運転者に音声のメッセージで伝えることもできる。その場合、運転者は、危険物の存在する方向から注意喚起のメッセージが聴こえる方が、当該危険物に対する注意がより一層喚起される。例えば、危険物が運転者の右側にあるような場合、運転者の右耳元でそのことを警告するようにすればよい。図１０は、車両５０における運転者６１への効果的な注意喚起のメッセージの伝え方を示す図である。図１０に示されるように、車両５０の運転席５１で運転している運転者６１に対して、例えば、車両５０の右側にバイクが接近している場合には、運転者６１の右の耳元で「右からバイクが近づいています」との音声を発生させればよい。また、例えば、車両５０が左車線をはみ出して走っている場合には、運転者６１の左の耳元で「左車線をはみ出しています」との音声を発生させればよい。このように、運転者６１の左右の耳元で音声を発生させるためには、車両５０に備えられるＬ側（左側）スピーカ８８及びＲ側（右側）スピーカ８９の各々に入力する音声信号を適宜処理すればよい。
　また、近年では自動運転の技術が進歩し、今後さらに運転作業の多くが自動的に行えるようになるといわれている。しかしながら完全な自動運転は実現されていないため、自動運転による制御が困難な場合には、制御主体を運転者に戻し、運転者が運転操作を担う必要がある。この場合、運転者が眠くならず、心地よい覚醒状態にある必要がある。運転者を心地よい覚醒状態に維持するために、運転者が眠たそうな場合には、耳元で覚醒を促すメッセージを発することが有効である。例えば、運転者の耳元で「ねぇ起きて～～」などと、メッセージを発してもよい。
　音声を耳元で発生させる技術について図１１を用いて説明する。図１１は、音声を耳元で発生させるための処理の概要を示すブロック図である。図１１においては、運転者６１の左の耳元及び右の耳元のそれぞれに同時に音を発生させ得る処理の例が示されている。
　図１１に示されるように、音声は、第１の音声信号及び第２の音声信号を、仮想音像定位フィルタ８１及び８２と、クロストークキャンセル部８０とで処理することによって生成される。第１の音声信号は、運転者６１の左の耳元で発生させる音を表す信号であり、第２の音声信号は、運転者６１の右の耳元で発生させる音を表す信号である。
　仮想音像定位フィルタ８１は、当該フィルタに入力される音声信号の音が、運転者６１の左方向から聞こえてくるように、つまり、音声信号の音が運転者６１の左側に定位するように設計されている。言い換えれば、仮想音像定位フィルタ８１は、音声信号の音を所定の位置に定位させ、Ｌ側スピーカ８８及びＲ側スピーカ８９に向き合う運転者６１の左の耳元の位置で音が強調されて知覚されるように設計されている。仮想音像定位フィルタ８１は、具体的には、運転者６１の左方向に置かれた音源から運転者６１の左の耳元にいたる音の伝達関数（Ｖ１＝ｈＶＬ）を表わしたフィルタである。
　仮想音像定位フィルタ８２は、仮想音像定位フィルタ８１と同様に、当該フィルタに入力される音声信号の音が、運転者６１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。仮想音像定位フィルタ８２は、具体的には、運転者６１の右方向に置かれた音源から運転者６１の右の耳元にいたる音の伝達関数（Ｖ２＝ｈＶＲ）を表わしたフィルタである。
　そして、仮想音像定位フィルタ８１で処理された第１の音声信号は、クロストークキャンセル部８０の一方の入力端子に入力される。仮想音像定位フィルタ８２で処理された第２の音声信号は、クロストークキャンセル部８０の他方の入力端子に入力される。
　クロストークキャンセル部８０は、運転者６１の一方の耳元で知覚されるための音声信号の音が運転者６１の他方の耳元で知覚されることを抑制するキャンセル処理を音声信号に対して行う処理部である。
　クロストークキャンセル処理には、伝達関数Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤの乗算処理、伝達関数Ａが乗算された信号と伝達関数Ｂが乗算された信号との加算処理、並びに、伝達関数Ｃが乗算された信号と伝達関数Ｄが乗算された信号と加算処理が含まれる。クロストークキャンセル処理は、言い換えれば、Ｌ側スピーカ８８及びＲ側スピーカ８９から出力され、運転者６１のそれぞれの耳に到達する音の伝達関数を要素とする、２×２の行列の逆行列を用いた処理である。上記伝達関数Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤは、Ｌ側スピーカ８８から運転者６１の左耳及び右耳のそれぞれへの伝達関数ｈＦＬ及びｈＣＬと、Ｒ側スピーカ８９から運転者６１の左耳及び右耳のそれぞれへの伝達関数ｈＣＲ及びｈＦＲとに基づいて定められる。
　図１１において、Ｌ側スピーカ８８及びＲ側スピーカ８９から運転者の左右の耳元にいたる伝達特性を示す伝達関数ｈＦＬ、ｈＣＬ、ｈＦＲ及びｈＣＲは、予め計算又は計測された関数である。伝達関数ｈＶＬ及びｈＶＲは、仮に左右の耳元にスピーカが置かれていたとしたときの当該仮のスピーカから耳元への音の伝達特性を示す関数である。伝達関数Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤは、伝達関数ｈＦＬ、ｈＣＬ、ｈＦＲ及びｈＣＲで実現される音響空間の特性の逆特性を実現するフィルタとして機能する関数である。即ち伝達関数Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤは、下記の式１で与えられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　また、図１１に示される伝達関数Ｖ１及びＶ２は、それぞれ、伝達関数ｈＶＬ及びｈＶＲである。このように構成することによって、Ｌ側スピーカ８８及びＲ側スピーカ８９から発せられる音声はあたかも運転者の耳元で発せられているかのように聞こえる（特許文献１）。
　一方、車両などの車室内の音響装置において、ハンドルにスピーカを配置する装置が提案されている（特許文献２）。特許文献２に記載された発明においては、ハンドルにスピーカ、マイクロホンなどを適切に配置することで、通話機能、音楽再生機能などを運転者に効果的に提供しようとしている。
国際公開第２０１５／０８７４９０号 米国特許第４８５００１５号明細書
　図１１で示した伝達関数ｈＦＬ、ｈＣＬ、ｈＦＲ及びｈＣＲはそれぞれ数百タップで表現される伝達関数である。これらの伝達関数は、予め幾何学的な位置関係によって計算されたものであるか、又は、音源とマイクロホンとを予めそのような位置関係で配置して計測されたものである。そのため、計算又は計測によって求められた伝達関数Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤを用い、上記のような耳元で音声を発するような音響処理を行っても、実際の再生環境で、受聴者とスピーカとの間に何らかの障害物があった場合、音の伝達特性が予め計算又は計測された特性と異なるため、期待した音響効果（上記の場合、耳元再生効果）が得られない。特に、車室内の場合、スピーカが運転席や助手席の膝元にあったり、何らかのインテリアがスピーカと受聴者の間にあったりするので、期待した音響効果が得られない場合がある。
　また、図１０に示される車両５０のハンドル１０にスピーカを配置した場合、スピーカと受聴者（運転者）との間に音波の進行を遮るものが入ることは回避できるが、ハンドル自体が可動物であるので、スピーカと受聴者との相対的な位置関係が変動し、立体音響処理に適さない状態になり得る。
　本開示は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、運転者に立体音響効果をより確実に提供できる音響装置及びそれを備える移動体を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る音響装置は、移動体の運転者に対し立体音響効果を提供する音響装置であって、前記移動体の進行方向を制御するハンドルに装着される複数のスピーカと、前記ハンドルの舵角を検知する舵角検知部と、立体音響効果に係る処理であって前記舵角に応じた処理が音声信号に施された信号である複数の出力信号を、それぞれ前記複数のスピーカに出力する信号出力部とを備える。
　これにより、ハンドルの舵角がゼロ（０度）でない場合、すなわち、複数のスピーカの位置が、舵角がゼロの場合の位置から移動した場合にも、舵角に応じた処理を複数の出力信号に施すことによって、運転者に所望の立体音響効果を提供できる。また、ハンドルにスピーカが装着されていることにより、スピーカと運転者との間の障害物を低減できるため、立体音響効果をより確実に提供することができる。
　また、本開示の一態様に係る音響装置は、前記信号出力部は、前記音声信号を蓄積する音声信号蓄積部と、前記舵角に応じて前記処理に係るフィルタ係数を決定する制御部と、前記フィルタ係数を用いて前記音声信号に前記処理を施すことによって前記複数の出力信号を生成する信号処理部とを備えてもよい。
　これにより、音声信号に対応する複数の出力信号を信号処理部によって生成できるため、音響装置に複数の出力信号を蓄積する必要がない。したがって、音響装置に蓄積するデータ量を抑制できる。
　また、本開示の一態様に係る音響装置において、前記信号処理部は、さらに、前記音声信号にクロストークキャンセル処理を施してもよい。
　これにより、音響装置において発生するクロストークを抑制できる。このため、音響装置によって提供される立体音響効果が劣化することを抑制できる。
　また、本開示の一態様に係る音響装置において、前記信号出力部は、複数の相異なる前記舵角にそれぞれ関連付けられた複数の信号群が蓄積されている出力信号蓄積部と、前記複数の信号群の中から、前記舵角検知部によって検知された前記舵角に対応する一つの信号群を選択する信号選択部とを備え、前記複数の信号群の各々は、前記複数の出力信号を含んでもよい。
　これにより、信号出力部において出力信号を生成する必要がないため、信号出力部における演算量を低減できる。
　また、本開示の一態様に係る音響装置において、前記舵角がゼロでない場合に前記信号出力部が出力する前記複数の出力信号は、前記舵角がゼロである場合と同様の立体音響効果を提供するための前記処理が施されていてもよい。
　これにより、複数のスピーカの位置が、舵角がゼロの場合における位置から移動した場合にも、舵角がゼロの場合と同様の立体音響効果を提供することができる。
　また、本開示の一態様に係る音響装置において、前記舵角が所定の角度より大きい場合に、前記信号出力部は、立体音響効果を提供しない前記複数の出力信号を出力してもよい。
　これにより、複数のスピーカが、運転者に立体音響効果を提供できない位置にある場合に、立体音響効果の提供を停止することができる。このため、音響装置において出力信号に施す処理を簡素化することができる。
　また、本開示の一態様に係る音響装置において、前記舵角の単位時間当たりの変動量が所定の値より大きい場合に、前記信号出力部は、立体音響効果を提供しない前記複数の出力信号を出力してもよい。
　この場合、複数のスピーカの運転者に対する相対位置が刻々と変化しており、立体音響効果を確実に提供することが難しい。このような現実的に立体音響効果の提供が困難な場合に、立体音響効果の提供を停止することで、音響装置１において出力信号に施す処理を簡素化することができる。
　また、本開示の一態様に係る音響装置において、前記複数のスピーカのうち、少なくとも二つのスピーカは、前記ハンドルの回転軸を中心とする同一の円弧上に配置され、前記舵角がゼロである場合に、前記二つのスピーカの鉛直方向位置は同一であってもよい。
　これにより、ハンドルの回転軸付近に位置する運転者に対して左右対称にスピーカが配置されるため、立体音響効果を提供し易いスピーカ配置を実現できる。
　また、本開示の一態様に係る音響装置において、前記複数のスピーカのうち、少なくとも二つのスピーカは、前記ハンドルの回転軸上の点に対して点対称の位置に配置されていてもよい。
　これにより、ハンドルの回転軸の両側にスピーカが配置される。このため、ハンドルを回転させても、二つのスピーカがハンドルの回転軸に対して右側、又は、左側に偏って配置されることがないので、立体音響効果を提供し易いスピーカ配置を実現できる。
　また、本開示の一態様に係る音響装置において、前記複数のスピーカは、前記舵角が０度である場合に、前記ハンドルの回転軸を含む鉛直な平面に対して対称に配置されていてもよい。
　これにより、ハンドルの回転軸付近に位置する運転者に対して左右対称にスピーカが配置されるため、立体音響効果を提供し易いスピーカ配置を実現できる。
　また、上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る移動体は、上記各音響装置とハンドルとを備える。
　これにより、上記各音響装置と同様の効果を奏することができる。
　本開示によれば、運転者に立体音響効果をより確実に提供できる音響装置及びそれを備える移動体を提供できる。
図１は、実施の形態１に係る音響装置の機能構成を示すブロック図である。 図２は、実施の形態１に係るハンドルの舵角を説明する図である。 図３は、実施の形態１に係る制御部及び信号処理部の構成を示すブロック図である。 図４は、実施の形態１に係る音響装置における舵角とハンドルの状態との関係を示す概略図である。 図５は、舵角が０度である場合におけるＬ側スピーカ及びＲ側スピーカと受聴者（運転者）との位置関係を示す概略図である。 図６は、舵角が３０度である場合におけるＬ側スピーカ及びＲ側スピーカと受聴者（運転者）との位置関係を示す概略図である。 図７は、実施の形態１に係る複数のスピーカの配置例を示す概略図である。 図８は、実施の形態２に係る音響装置の機能構成を示すブロック図である。 図９は、変形例に係るハンドルに装着されたスピーカの配置を示す概略図である。 図１０は、車両における運転者への効果的な注意喚起のメッセージの伝え方を示す図である。 図１１は、音声を耳元で発生させるための処理の概要を示すブロック図である。
　以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
　なお、発明者は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面及び以下の説明を提供するのであって、これらによって請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
　（実施の形態１）
　以下、実施の形態１に係る音響装置について説明する。
　［１－１．全体構成］
　本実施の形態に係る音響装置の全体構成について、図面を参照しながら説明する。
　図１は、本実施の形態に係る音響装置１の機能構成を示すブロック図である。図２は、本実施の形態に係るハンドル１０の舵角αを説明する図である。
　図１に示される音響装置１は、移動体の運転者に対し立体音響効果を提供する装置である。ここで、移動体は、進行方向を制御するハンドル１０を備える輸送機器であれば特に限定されないが、例えば、自動車、船舶などである。本実施の形態では、移動体は、図１０に示される車両５０のような自動車であり、外縁が略円形のハンドル１０を備える。ハンドル１０は、舵角αに応じて移動体の進行方向を制御できる操作部品であり、移動体の運転者によって操作される。ここで、舵角αは、図２に示されるように、移動体を直進させる場合のハンドル１０の角度を基準として、回転軸Ａｘを中心にハンドル１０を回転させた角度である。回転軸Ａｘは、外縁が略円形のハンドル１０の略中央に配置される。
　図１に示されるように、音響装置１は、複数のスピーカ（Ｌ側スピーカ１１及びＲ側スピーカ１２）と、舵角検知部１３と、信号出力部２とを備える。
　複数のスピーカは、移動体の進行方向を制御するハンドル１０に装着される。図１に示されるように、複数のスピーカとして、Ｌ側スピーカ１１及びＲ側スピーカ１２がハンドル１０に装着されている。ハンドル１０に複数のスピーカが装着されていることにより、複数のスピーカと運転者との間の障害物を低減できるため、立体音響効果をより確実に提供することができる。なお、複数のスピーカの個数は、二つに限定されず、三つ以上であってもよい。
　Ｌ側スピーカ１１及びＲ側スピーカ１２は、それぞれ、舵角αがゼロ（０度）である場合に、ハンドル１０に対向する運転者から見て、ハンドル１０の回転軸Ａｘに対して左側及び右側に配置されたスピーカである。Ｌ側スピーカ１１及びＲ側スピーカ１２は、ハンドル１０の回転軸Ａｘを中心とする半径ｒの同一の円弧Ａｒ上に配置される。また、言い換えると、Ｌ側スピーカ１１及びＲ側スピーカ１２は、舵角αが０度である場合に、ハンドル１０の回転軸Ａｘを含む鉛直な平面に対して対称に配置されている。これにより、ハンドル１０の回転軸Ａｘ付近に位置する運転者に対して左右対称にＬ側スピーカ１１及びＲ側スピーカ１２が配置されるため、立体音響効果を容易に提供することができる。
　また、Ｌ側スピーカ１１及びＲ側スピーカ１２は、ハンドル１０の回転軸Ａｘ上の点に対して点対称の位置に配置されている。これにより、ハンドルの回転軸の両側にスピーカが配置される。このため、ハンドルの回転軸付近に位置する運転者に対して水平方向（つまり、運転者からみて左右方向）に二つのスピーカを配列する場合に、運転者に対して左右対称にスピーカが配置されるため、立体音響効果を容易に提供することができる。
　なお上述したスピーカの配置は、製造誤差程度ずれていてもよい。例えば、各スピーカの配置は、各スピーカの寸法（長さなど）の１０％程度ずれていてもよい。
　舵角検知部１３は、ハンドル１０の舵角αを検知する計測機器である。舵角検知部１３は、舵角αを検知し、所定の時間間隔で最新の舵角αの値を示す信号を信号出力部２に出力する。舵角αを検知する方法は特に限定されない。舵角検知部１３は、例えば、磁気抵抗素子を用いて検知してもよいし、発光素子及び受光素子を用いて光学的に検知してもよいし、その他の公知の検知方法を用いてもよい。なお、車内ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）情報から舵角αの情報を得てもよい。
　信号出力部２は、複数の出力信号を、それぞれ複数のスピーカに出力する処理部である。例えば、本実施の形態では、信号出力部２は、二つの出力信号のうち、一方をＬ側スピーカ１１に、他方の出力信号をＲ側スピーカ１２に、それぞれ出力する。つまり、二つの出力信号が、二つのスピーカに一対一で対応する。信号出力部２が出力する複数の出力信号の各々は、立体音響効果に係る処理であって舵角αに応じた処理が音声信号に施された信号である。これにより、ハンドル１０の舵角αが０度でない場合、すなわち、各スピーカの位置が、舵角αが０度の場合の位置から移動した場合にも、舵角αに応じた処理を複数の出力信号に施すことによって、運転者に所望の立体音響効果を提供できる。
　図１に示されるように、信号出力部２は、制御部１４と、信号処理部１５と、音声信号蓄積部１６とを備える。
　制御部１４は、舵角検知部１３で検知された舵角αに応じて、音声信号に施される処理に係るフィルタ係数を決定する処理部である。制御部１４は、舵角検知部１３で検知された舵角αの値を示す信号を受信し、舵角αに対応するフィルタ係数を決定する。ここで、制御部１４について図３を用いて詳細に説明する。
　図３は、本実施の形態に係る制御部１４及び信号処理部１５の構成を示すブロック図である。
　図３に示されるように、制御部１４において決定するフィルタ係数とは、図１１を用いて上述したフィルタ係数Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤに相当する係数である。制御部１４には、例えば、舵角αが０度の場合に対応するフィルタ係数Ａ（０）、Ｂ（０）、Ｃ（０）及びＤ（０）が蓄積されている。なお、ここで、舵角αに応じて選択されるフィルタ係数をＡ（α）、Ｂ（α）、Ｃ（α）及びＤ（α）と表す。また、制御部１４には、舵角αが０度の場合に対応するフィルタ係数の他に、舵角αが１０度、２０度、・・・、Ｎ度の各場合に対応するフィルタ係数が記憶されている。制御部１４は、舵角検知部１３から入力された舵角αを示す信号に基づいて選択したフィルタ係数を信号処理部１５に出力する。なお、図３に示される例では、制御部１４は、各舵角αに対応するフィルタ係数を記憶しているが、舵角検知部１３から舵角αを示す信号が入力される度に、舵角αに対応するフィルタ係数を生成してもよい。
　信号処理部１５は、制御部１４で決定されたフィルタ係数を用いて音声信号に処理を施すことによって複数の出力信号を生成する処理部である。より具体的には、図３に示されるように、信号処理部１５は、音声信号蓄積部１６から入力された音声信号に、制御部１４から入力されたフィルタ係数Ａ（α）、Ｂ（α）、Ｃ（α）及びＤ（α）を用いた処理を施すことによって、複数の出力信号を生成する。信号処理部１５は、複数の出力信号を、それぞれ複数のスピーカに出力する。これにより、音声信号に対応する複数の出力信号を信号処理部１５によって生成できるため、音響装置１に複数の出力信号を蓄積する必要がない。したがって、音響装置１に蓄積するデータ量を抑制できる。
　音声信号蓄積部１６は、音響装置１によって再生される一つ以上の音声信号を蓄積する記憶部である。音声信号は、運転者に聴かせるための音声の情報を含む。例えば、音声信号には、運転者に注意喚起するためのアラート音、交通状況を通知するためのメッセージなどの音声の情報が含まれてもよい。
　［１－２．動作］
　本実施の形態に係る音響装置１の動作について図面を参照しなから説明する。
　図４は、本実施の形態に係る音響装置１における舵角αとハンドル１０の状態との関係を示す概略図である。
　まず、舵角検知部１３が、舵角αを検知する。ここで、舵角検知部１３で舵角αが０度（つまり、自動車が直進している状態）と検知されたとする。図４の（ａ）には、舵角αが０度の場合のハンドル１０の状態が示されている。運転者はハンドルの正面に位置することが期待されるため、舵角αが０度の場合、運転者から見て、Ｌ側スピーカ１１及びＲ側スピーカ１２はハンドル１０の回転軸Ａｘに対して左右対称の位置関係にあるといえる。この場合、制御部１４は、例えば、運転者の耳元で音声を発するための立体音響効果を提供するためのフィルタ係数として、予め作成されたフィルタ係数の中から、複数のスピーカが左右対称に配置された場合に対応するフィルタ係数を選択する。なお、制御部１４は、左右対称に配置された場合に対応するフィルタ係数を生成してもよい。
　制御部１４におけるフィルタ係数の導出について、図面を用いて説明する。
　図５は、舵角αが０度である場合におけるＬ側スピーカ１１及びＲ側スピーカ１２と受聴者（運転者）との位置関係を示す概略図である。背景技術として説明した図１１における伝達関数ｈＦＬが図５における伝達関数ｈＦＬ（太い破線で図示）に相当し、図１１における伝達関数ｈＣＲが図５における伝達関数ｈＣＲ（細い破線で図示）に相当する。伝達関数ｈＦＬは、Ｌ側スピーカ１１から運転者の左耳に至る音の伝達特性を示す関数である。同様に、伝達関数ｈＣＲは、Ｒ側スピーカ１２から運転者の左耳に至る音の伝達特性を示す関数である。各伝達関数は各スピーカと運転者との幾何学的な位置関係から計算で求めてもよいし、そのような位置関係となるように配置されたスピーカとマイクロホンとを用いて計測することによって求めてもよい。また、図示していないが、伝達関数ｈＦＲ及びｈＣＬは、それぞれ、Ｒ側スピーカ１２から運転者の右耳に至る音の伝達特性を示す関数、及び、Ｌ側スピーカ１１から運転者の右耳に至る音の伝達特性を示す関数である。伝達関数ｈＦＲ及びｈＣＬも、伝達関数ｈＦＬ及びｈＣＲと同様に、計算又は計測によって求められる。このようにして予め求められたｈＦＬ、ｈＣＲ、ｈＦＲ及びｈＣＬからフィルタ係数Ａ（０）、Ｂ（０）、Ｃ（０）及びＤ（０）を求める方法は、背景技術の項で説明したとおりである。ここでは、フィルタ係数の導出方法は背景技術の項で説明した方法と同じ方法を用いるとしたが、この導出方法は一例に過ぎず、立体音響処理技術で既に知られているどのような方法を用いてもよい。
　次に、信号処理部１５は、音声信号蓄積部１６から音声信号を読み出し、制御部１４から入力されたフィルタ係数Ａ（０）、Ｂ（０）、Ｃ（０）及びＤ（０）を用いて当該音声信号を処理する。
　図３に示されるように、制御部１４は、上記のような方法で所定の舵角αごとに予め求められたフィルタ係数Ａ（α）、Ｂ（α）、Ｃ（α）及びＤ（α）を記憶しており、舵角検知部１３から入力される舵角αの値を示す信号に基づいて、適切なフィルタ係数を選択し、信号処理部１５に送信する。信号処理部１５では、それらのフィルタ係数を用いて、クロストークキャンセル処理を含む信号処理を行う。これにより、音響装置１において発生するクロストークを抑制できる。このため、音響装置１によって提供される立体音響効果が劣化することを抑制できる。
　舵角が０度の場合、フィルタ係数Ａ（０）、Ｂ（０）、Ｃ（０）及びＤ（０）が制御部１４で選択され、信号処理部１５に送信される。信号処理部１５ではフィルタ係数Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤとして、それぞれＡ（０）、Ｂ（０）、Ｃ（０）及びＤ（０）が設定され、フィルタ係数Ａ（０）、Ｂ（０）、Ｃ（０）及びＤ（０）を用いて音声信号を処理することによって複数の出力信号を生成する。本実施の形態では、信号処理部１５は二つの出力信号を生成する。
　このようにして生成された二つの出力信号は、それぞれＬ側スピーカ１１及びＲ側スピーカ１２に入力される。そして、二つの出力信号をＬ側スピーカ１１及びＲ側スピーカ１２が再生することにより、運転者に立体音響効果が加わった音声が提供される。
　次に、ハンドル１０の舵角αが３０度である場合の動作を説明する。図４の（ｂ）には、ハンドル１０の舵角αが３０度である状態が示されている。
　この場合、舵角検知部１３では、ハンドル１０の舵角αが３０度であることを検知する。
　制御部１４では、舵角αが３０度に対応するフィルタ係数、すなわちＡ（３０）、Ｂ（３０）、Ｃ（３０）及びＤ（３０）を、予め生成されているフィルタ係数の中から選択する。このフィルタ係数がどのように導出されたものであるかを、図面を用いて説明する。
　図６は、舵角αが３０度である場合におけるＬ側スピーカ１１及びＲ側スピーカ１２と受聴者（運転者）との位置関係を示す概略図である。
　本実施の形態では、舵角αが０度でない場合に信号出力部２が出力する複数の出力信号は、舵角αが０度である場合と同様の（又は同じ）立体音響効果を提供するための処理が施される。これにより、複数のスピーカの位置が、舵角が０度の場合における位置から移動した場合にも、舵角αが０度の場合と同様の立体音響効果を提供することができる。
　背景技術として説明した図１１における伝達関数ｈＦＬが図６における伝達関数ｈＦＬ（太い破線で図示）に相当し、図１１における伝達関数ｈＣＲが図６における伝達関数ｈＣＲ（細い破線で図示）に相当する。伝達関数ｈＦＬは、Ｌ側スピーカ１１から受聴者である運転者の左耳に至る音の伝達特性を示す関数である。同様に、伝達関数ｈＣＲは、Ｒ側スピーカ１２から運転者の左耳に至る音の伝達特性を示す関数である。各伝達関数は各スピーカと運転者との幾何学的な位置関係から計算で求めてもよいし、そのような位置関係となるように配置されたスピーカとマイクロホンを用いて計測することによって求めてもよい。図示していないが、伝達関数ｈＦＲ及びｈＣＬは、それぞれ、Ｒ側スピーカ１２から運転者の右耳に至る音の伝達特性を示す関数、及び、Ｌ側スピーカ１１から運転者の右耳に至る音の伝達特性を示す関数である。伝達関数ｈＦＲ及びｈＣＬも、伝達関数ｈＦＬ及びｈＣＲと同様に、計算又は計測によって求められる。このようにして予め求められたｈＦＬ、ｈＣＲ、ｈＦＲ及びｈＣＬからフィルタ係数Ａ（３０）、Ｂ（３０）、Ｃ（３０）及びＤ（３０）を求める方法は既に背景技術の項で説明したとおりである。
　ここで、上記のように、計算又は計測でｈＦＬ、ｈＣＲ、ｈＦＲ及びｈＣＲＬを求める際、ハンドル１０の回転に伴って、図２に示されるように、ハンドル１０に装着された複数のスピーカの位置が変動する。ハンドル１０がその中心位置にある回転軸Ａｘを軸として舵角αだけ回転されることを考慮すると、回転軸Ａｘから距離ｒだけ離れた位置に配置されたＬ側スピーカ１１は、下方向にｒ×ｓｉｎα移動し、かつ、ハンドル１０の内側（運転者から見て右側）にｒ（１－ｃｏｓα）移動する。一方、回転軸Ａｘから距離ｒだけ離れた位置に配置されたＲ側スピーカ１２は、上方向にｒ×ｓｉｎα移動し、ハンドル１０の内側（運転者から見て左側）にｒ（１－ｃｏｓα）移動することになる。このようにして求められた複数のスピーカと運転者の左右の耳との幾何学的な位置関係に応じて、各伝達関数を計算又は計測すればよい。
　次に、信号処理部１５は、音声信号蓄積部１６から音声信号を読み出し、制御部１４から入力されたフィルタ係数Ａ（３０）、Ｂ（３０）、Ｃ（３０）及びＤ（３０）を用いて当該音声信号を処理する。これにより、舵角αが３０度である場合に対応する二つの出力信号が生成される。
　このようにして生成された二つの出力信号は、それぞれＬ側スピーカ１１及びＲ側スピーカ１２に入力される。そして、運転者に立体音響効果が加わった音声が提供される。
　次に、ハンドル１０の舵角αが９０度である場合の動作を説明する。図４の（ｃ）には、ハンドル１０の舵角αが９０度である状態が示されている。
　この場合、舵角検知部１３では、ハンドル１０の舵角αが９０度であることを検知する。
　舵角αが０度の場合は、図４の（ａ）に示されるように、Ｌ側スピーカ１１及びＲ側スピーカ１２が左右対称に配置されていたが、舵角が９０度である場合は、図４の（ｃ）に示されるようにＬ側スピーカ１１及びＲ側スピーカ１２がそれぞれ回転軸Ａｘの上下に配置される。このため、運転者から見ると各スピーカから出音される音が運転者の左右の耳に同等に伝わってしまう。立体音響効果は人の左右の耳に到達する音声の位相差や音量差によって知覚されるものであるので、舵角αが９０度である場合、立体音響効果を提供できない。従ってこの場合には、制御部１４では、立体音響効果を生成しないフィルタ係数、典型的には、伝達特性が１であるようなフィルタ係数を生成する。例えば、Ａ（９０）＝１、Ｂ（９０）＝０、Ｃ（９０）＝０、Ｄ（９０）＝１、とする。あるいは、Ａ（９０）＝１／２、Ｂ（９０）＝１／２、Ｃ（９０）＝１／２、Ｄ（９０）＝１／２としてモノラル化した音声を出音してもよい。
　次に、信号処理部１５は、音声信号蓄積部１６から音声信号を読み出し、制御部１４から入力されたフィルタ係数Ａ（９０）、Ｂ（９０）、Ｃ（９０）及びＤ（９０）を用いて当該音声信号を処理する。これにより、舵角αが９０度である場合に対応する二つの出力信号が生成される。
　このようにして生成された二つの出力信号は、それぞれＬ側スピーカ１１及びＲ側スピーカ１２に入力される。そして、運転者に立体音響効果が加わっていない音声が提供される。信号処理部１５においてこのような処理を行うことにより、立体音響効果を提供するための処理を行う場合より、処理を簡素化することができる。
　本実施の形態では、舵角αが９０度である場合に立体音響効果を提供しないように音響装置１が構成された。しかしながら、音響装置１の構成はこれに限定されない。舵角αが９０度未満のある所定の角度より大きい場合に、運転者に対し実質的に左右の耳に到達する音声に差が生じさせることができないので、このような場合に立体音響効果を提供しないようなフィルタ係数が用いられてもよい。所定の角度は、例えば、８０度程度である。また、舵角αが所定の角度範囲にある場合において、立体音響効果を提供しないようなフィルタ係数が用いられてもよい。例えば、舵角αが８０度より大きく、１００度未満である場合に、立体音響効果を提供しないようなフィルタ係数が用いられてもよい。
　次に、ハンドル１０の舵角αが１２０度である場合の動作を説明する。図４の（ｄ）には、ハンドル１０の舵角αが１２０度である状態が示されている。
　この場合、舵角検知部１３では、その時点での舵角αが１２０度であることを検知する。
　舵角αが１２０度である場合、図４の（ｄ）に示されるように、舵角αが０度である場合に運転者から見て左側及び右側に配置されていたＬ側スピーカ１１及びＲ側スピーカ１２が、それぞれ右側及び左側に配置される。従ってこの場合は、制御部１４では、舵角αが６０度の際に選択されたフィルタ係数の左右を入れ替えたフィルタ係数を選択する。つまり、舵角αが６０度の際にＬ側スピーカ１１に出力される出力信号の処理に用いるフィルタ係数をＲ側スピーカ１２に出力される出力信号の処理に用い、舵角αが６０度の際にＲ側スピーカ１２に出力される出力信号の処理に用いるフィルタ係数をＬ側スピーカ１１に出力される出力信号の処理に用いる。この場合、Ａ（１２０）＝Ｃ（６０）、Ｂ（１２０）＝Ｄ（６０）、Ｃ（１２０）＝Ａ（６０）、Ｄ（１２０）＝Ｂ（６０）が成り立つ。
　次に、信号処理部１５は、音声信号蓄積部１６から音声信号を読み出し、制御部１４から入力されたフィルタ係数Ａ（１２０）、Ｂ（１２０）、Ｃ（１２０）及びＤ（１２０）を用いて当該音声信号を処理する。これにより、舵角αが１２０度である場合に対応する二つの出力信号が生成される。
　このようにして生成された二つの出力信号は、それぞれＬ側スピーカ１１及びＲ側スピーカ１２に入力される。そして、運転者に立体音響効果が加わった音声が提供される。
　本実施の形態では、舵角αが９０度を超えた場合、左右の出力信号に施すフィルタ係数を入れ替えた処理を行う例を示したが、自動車の場合、通常、舵角αが９０を超えている時間が長く続くことはないので、舵角αが９０を超えている場合に立体音響効果を提供しなくてもよい。又は、運転者への音声の提供自体を停止してもよい。一方、船舶などの場合は、舵角が９０を超えている時間が長く続くこともあるので、左右を入れ替えた立体音響効果を提供した方がよい。また、自動車に適用するような場合でも、ギアをバックに入れて車庫入れするような場合は、舵角が９０を超えている時間が長く場合もあるので、巻き込み注意や、後方確認などを促すための音声を、立体音響効果を用いて運転者に提供することが望ましい。
　［１－３．まとめ］
　以上のように本実施の形態に係る音響装置１は、移動体の運転者に対し立体音響効果を提供する音響装置である。音響装置１は、移動体の進行方向を制御するハンドル１０に装着される複数のスピーカと、ハンドル１０の舵角αを検知する舵角検知部１３と、立体音響効果に係る処理であって舵角αに応じた処理が音声信号に施された信号である複数の出力信号を、それぞれ複数のスピーカに出力する信号出力部２とを備える。
　これにより、ハンドル１０の舵角αが０度でない場合、すなわち、複数のスピーカの位置が、舵角αが０度の場合の位置から移動した場合にも、舵角αに応じた処理を複数の出力信号に施すことによって、運転者に所望の立体音響効果を提供できる。また、ハンドルにスピーカが装着されていることにより、スピーカと運転者との間の障害物を低減できるため、立体音響効果をより確実に提供することができる。
　また、音響装置１において、信号出力部２は、音声信号を蓄積する音声信号蓄積部１６と、舵角αに応じて処理に係るフィルタ係数を決定する制御部１４と、フィルタ係数を用いて音声信号に処理を施すことによって複数の出力信号を生成する信号処理部１５とを備えてもよい。
　これにより、音声信号に対応する複数の出力信号を信号処理部１５によって生成できるため、音響装置１に複数の出力信号を蓄積する必要がない。したがって、音響装置１に蓄積するデータ量を抑制できる。
　また、音響装置１において、信号処理部１５は、さらに、音声信号にクロストークキャンセル処理を施してもよい。
　これにより、音響装置１において発生するクロストークを抑制できる。このため、音響装置１によって提供される立体音響効果が劣化することを抑制できる。
　また、音響装置１において、舵角αがゼロでない場合に信号出力部２が出力する複数の出力信号は、舵角αがゼロである場合と同様の立体音響効果を提供するための処理が施されていてもよい。
　これにより、複数のスピーカの位置が、舵角αが０度の場合の位置から移動した場合にも、舵角αが０度の場合と同様の立体音響効果を提供することができる。
　また、音響装置１において、舵角αが所定の角度より大きい場合に、信号出力部２は、立体音響効果を提供しない複数の出力信号を出力してもよい。
　これにより、複数のスピーカが、運転者に立体音響効果を提供できない位置にある場合に、立体音響効果の提供を停止することができる。このため、音響装置１において出力信号に施す処理を簡素化することができる。
　また、音響装置１において、複数のスピーカのうち、少なくとも二つのスピーカは、ハンドル１０の回転軸Ａｘを中心とする同一の円弧Ａｒ上に配置され、舵角αがゼロである場合に、二つのスピーカの鉛直方向位置は同一であってもよい。
　これにより、ハンドル１０の回転軸Ａｘ付近に位置する運転者に対して左右対称にスピーカが配置されるため、立体音響効果を提供し易いスピーカ配置を実現できる。
　また、音響装置１において、複数のスピーカのうち、少なくとも二つのスピーカは、ハンドル１０の回転軸Ａｘ上の点に対して点対称の位置に配置されていてもよい。
　これにより、ハンドル１０の回転軸Ａｘの両側にスピーカが配置される。このためハンドル１０を回転させても、二つのスピーカが回転軸Ａｘに対して右側、又は、左側に偏って配置されることがないので、立体音響効果を提供し易いスピーカ配置を実現できる。
　また、音響装置１において、複数のスピーカは、舵角αが０度である場合に、ハンドル１０の回転軸Ａｘを含む鉛直な平面に対して対称に配置されていてもよい。
　これにより、ハンドル１０の回転軸Ａｘ付近に位置する運転者に対して左右対称にスピーカが配置されるため、立体音響効果を提供し易いスピーカ配置を実現できる。
　なお、ハンドル１０に装着される複数のスピーカの配置は、図２などに示される配置に限定されない。以下、複数のスピーカの他の配置例について図面を用いて説明する。
　図７は、本実施の形態に係る複数のスピーカの配置例を示す概略図である。
　図７の（ａ）に示されるように、Ｌ側スピーカ１１及びＲ側スピーカ１２は、ハンドル１０の回転軸Ａｘ上の点に対して点対称の位置に配置されていた。この場合、上述のとおり、ハンドル１０を回転させても、二つのスピーカが同時に右側、あるいは、左側に偏ってしまうことがないので、立体音響効果を提供しやすいからである。
　また、図７の（ｂ）に示されるように、Ｌ側スピーカ１１及びＲ側スピーカ１２がハンドル１０の回転軸Ａｘ上の点に対して点対称に配置されない場合でも、舵角αが０度である場合において左右対称に配置されていてもよい。自動車のハンドルは走行時には概ね舵角が０度であり、図７の（ｂ）に示されるようなスピーカ配置においても、二つのスピーカが、ハンドル１０の回転軸Ａｘに対して、右側又は左側の一方に偏って配置されることが少ないためである。
　一方、図７の（ｃ）に示される例では、Ｌ側スピーカ１１及びＲ側スピーカ１２の舵角αが０度である場合の配置が左右対称でない。立体音響効果は、受聴者の左右の耳に到達する音の位相差や音圧差によって知覚されるものなので、図７の（ｃ）に示されるスピーカ配置例では、立体音響効果が劣化し得る。したがって、より確実に立体音響効果を提供するためにスピーカ配置は左右対称である方がよい。
　（実施の形態２）
　実施の形態に２について説明する。本実施の形態に係る音響装置は、信号出力部の構成において、実施の形態１に係る音響装置１と相違する。以下、本実施の形態に係る音響装置について、実施の形態１に係る音響装置１との相違点を中心に図面を用いて説明する。
　図８は、本実施の形態に係る音響装置１０１の機能構成を示すブロック図である。
　図８に示されるように、音響装置１０１は、実施の形態１に係る音響装置１と同様に、複数のスピーカ（Ｌ側スピーカ１１及びＲ側スピーカ１２）と、舵角検知部１３と、信号出力部１０２とを備える。
　本実施の形態においては、信号出力部１０２は、変換部９４と、信号選択部９５と、出力信号蓄積部９６とを備える。
　変換部９４は、舵角検知部１３で検知された舵角αに応じた舵角インデックスを信号選択部９５に出力する処理部である。舵角インデックスは、舵角αに応じた識別記号である。変換部９４は、舵角検知部１３で検知された舵角αの値を示す信号を受信し、舵角αに対応する舵角インデックスを決定する。
　出力信号蓄積部９６は、複数の相異なる舵角αにそれぞれ関連付けられた複数の信号群が蓄積されている記憶部である。複数の信号群の各々は、複数の出力信号を含む。複数の出力信号は、実施の形態１に係る複数の出力信号と同様に、立体音響効果に係る処理であって舵角αに応じた処理が音声信号に施された信号であって、それぞれ複数のスピーカに出力される。より具体的には、複数の出力信号は、音声信号に、実施の形態１に係る制御部１４に記憶されているようなフィルタ係数を用いた処理を施すことによって生成される信号である。
　信号選択部９５は、出力信号蓄積部９６に蓄積された複数の信号群の中から、舵角検知部１３によって検知された舵角αに対応する信号群を選択する処理部である。信号選択部９５は、選択した信号群に含まれる複数の出力信号をそれぞれ複数のスピーカに出力する。より具体的には、信号選択部９５は、変換部９４から入力された舵角インデックスに応じた信号群を複数の信号群の中から選択する。出力信号蓄積部９６に蓄積された複数の信号群は、それぞれ異なる舵角インデックスに関連付けられている。信号選択部９５は、変換部９４から入力された舵角インデックスに基づいて、舵角αに応じた信号群を選択する。
　以上のように、本実施の形態に係る音響装置１０１において、信号出力部１０２は、複数の相異なる舵角αにそれぞれ関連付けられた複数の信号群が蓄積されている出力信号蓄積部９６と、複数の信号群の中から、舵角検知部１３によって検知された舵角αに対応する一つの信号群を選択する信号選択部９５とを備え、複数の信号群の各々は、複数の出力信号を含む。
　このように、信号出力部１０２において、複数の出力信号が信号群として出力信号蓄積部９６に予め蓄積されていることにより、出力信号を生成するための演算が不要となる。このため、信号出力部１０２における演算量を低減することができる。
　（変形例など）
　以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１及び２を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施の形態１及び実施の形態２で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。
　なお、上記各実施の形態で説明した音響装置の包括的又は具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム又はコンピュータ読み取り可能なＣＤ－ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
　また、例えば、本開示の実施の形態１に係る音響装置１を構成する各構成要素（信号処理部１５など）は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ、通信インターフェース、Ｉ／Ｏポート、ハードディスク、ディスプレイなどを備えるコンピュータ上で実行されるプログラムなどのソフトウェアで実現されてもよく、電子回路などのハードウェアで実現されてもよい。
　また、上記各実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵ又はプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスク又は半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。
　また、上述の各実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、請求の範囲又はその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
　例えば、上記各実施の形態では、舵角αが９０度近傍になり左右のスピーカが縦方向に並んだ状態になった際、音声信号に立体音響効果を提供しない処理を施すことを述べたが、これ以外にも立体音響効果を提供しない場合を設定してもよい。例えば、舵角αの単位時間当たりの変動量が所定の値より大きい場合に、信号出力部は、立体音響効果を提供しないように処理が施されている複数の出力信号を出力してもよい。この場合、複数のスピーカの運転者に対する相対位置が刻々と変化しており、立体音響効果を確実に提供することが難しい。このような現実的に立体音響効果の提供が困難な場合に、立体音響効果の提供を停止することで、音響装置１において出力信号に施す処理を簡素化することができる。
　また、上記各実施の形態では、舵角αが０度である場合に水平方向に並ぶ二つのスピーカがハンドル１０に装着されたが、三つ以上のスピーカがハンドル１０に装着されてもよい。図９は、本変形例に係るハンドル１１０に装着されたスピーカの配置を示す概略図である。図９の（ａ）では、舵角αが０度である場合の三つのスピーカ１１１、１１２及び１１３の配置が示されている。このような場合、水平方向に配列されているスピーカ１１１及び１１２を用い、スピーカ１１１からは、立体音響効果に寄与する左ｃｈの出力信号に基づいて出音する。スピーカ１１２からは、立体音響効果に寄与する右ｃｈの出力信号に基づいて出音する。スピーカ１１３からは、立体音響効果に寄与しない出力信号に基づいて出音するか、又は、出音しない。
　図９の（ｂ）は舵角αが３０度である場合の三つのスピーカ１１１、１１２及び１１３の配置を示している。このような場合、スピーカ１１３とスピーカ１１１との中点と、スピーカ１１２とが水平方向に配列されることを活用し、スピーカ１１１及びスピーカ１１３からは、立体音響効果に寄与する左ｃｈの出力信号に基づいて出音し、スピーカ１１２からは、立体音響効果に寄与する右ｃｈの出力信号に基づいて出音する。
　図９の（ｃ）は舵角αが６０度である場合の三つのスピーカ１１１、１１２及び１１３の配置を示している。このような場合、水平方向に配置されているスピーカ１１２及びスピーカ１１３を用いることができる。例えば、スピーカ１１３からは、立体音響効果に寄与する左ｃｈの出力信号に基づいて出音する。スピーカ１１２からは、立体音響効果に寄与する右ｃｈの出力信号に基づいて出音する。スピーカ１１１からは、立体音響効果に寄与しない出力信号に基づいて出音するか、又は、出音しない。
　このように、三つ以上のスピーカをハンドルに装着し、舵角αの変化によって移動するスピーカの中で、水平方向に配列される複数のスピーカを使って立体音響効果を提供するように制御してもよい。
　また、本開示に係る音響装置は、例えば、図１０に示される車両５０のような移動体に適用されてもよい。つまり、移動体は、ハンドル１０と、本開示に係る音響装置とを備えてもよい。これにより、移動体において、本開示に係る音響装置と同様の効果を奏することができる。
　本開示は、ハンドルを備えた移動体（自動車、船舶など）用の音響装置において、例えば、音声で運転者への注意喚起を行うために利用できる。本開示は、特に、運転者の耳元でアラート音を発生させることで注意喚起の効果を高めることができる音響装置として利用できる。
１、１０１　音響装置
２、１０２　信号出力部
１０、１１０　ハンドル
１１、８８　Ｌ側スピーカ
１２、８９　Ｒ側スピーカ
１３　舵角検知部
１４　制御部
１５　信号処理部
１６　音声信号蓄積部
５０　車両
５１　運転席
６１　運転者
８０　クロストークキャンセル部
８１、８２　仮想音像定位フィルタ
９４　変換部
９５　信号選択部
９６　出力信号蓄積部
１１１、１１２、１１３　スピーカ
Ａｒ　円弧
Ａｘ　回転軸
ｒ　半径

Claims (11)

  1. 　移動体の運転者に対し立体音響効果を提供する音響装置であって、
    　前記移動体の進行方向を制御するハンドルに装着される複数のスピーカと、
    　前記ハンドルの舵角を検知する舵角検知部と、
    　立体音響効果に係る処理であって前記舵角に応じた処理が音声信号に施された信号である複数の出力信号を、それぞれ前記複数のスピーカに出力する信号出力部とを備える
    　音響装置。
  2. 　前記信号出力部は、
    　前記音声信号を蓄積する音声信号蓄積部と、
    　前記舵角に応じて前記処理に係るフィルタ係数を決定する制御部と、
    　前記フィルタ係数を用いて前記音声信号に前記処理を施すことによって前記複数の出力信号を生成する信号処理部とを備える
    　請求項１に記載の音響装置。
  3. 　前記信号処理部は、さらに、前記音声信号にクロストークキャンセル処理を施す
    　請求項２に記載の音響装置。
  4. 　前記信号出力部は、
    　複数の相異なる前記舵角にそれぞれ関連付けられた複数の信号群が蓄積されている出力信号蓄積部と、
    　前記複数の信号群の中から、前記舵角検知部によって検知された前記舵角に対応する一つの信号群を選択する信号選択部とを備え、
    　前記複数の信号群の各々は、前記複数の出力信号を含む
    　請求項１に記載の音響装置。
  5. 　前記舵角がゼロでない場合に前記信号出力部が出力する前記複数の出力信号は、前記舵角がゼロである場合と同様の立体音響効果を提供するための前記処理が施されている
    　請求項１～４のいずれか１項に記載の音響装置。
  6. 　前記舵角が所定の角度より大きい場合に、前記信号出力部は、立体音響効果を提供しない前記複数の出力信号を出力する
    　請求項１～５のいずれか１項に記載の音響装置。
  7. 　前記舵角の単位時間当たりの変動量が所定の値より大きい場合に、前記信号出力部は、立体音響効果を提供しない前記複数の出力信号を出力する
    　請求項１～６のいずれか１項に記載の音響装置。
  8. 　前記複数のスピーカのうち、少なくとも二つのスピーカは、前記ハンドルの回転軸を中心とする同一の円弧上に配置され、
    　前記舵角がゼロである場合に、前記二つのスピーカの鉛直方向位置は同一である
    　請求項１～７のいずれか１項に記載の音響装置。
  9. 　前記複数のスピーカのうち、少なくとも二つのスピーカは、前記ハンドルの回転軸上の点に対して点対称の位置に配置されている
    　請求項１～８のいずれか１項に記載の音響装置。
  10. 　前記複数のスピーカは、前記舵角が０度である場合に、前記ハンドルの回転軸を含む鉛直な平面に対して対称に配置されている
    　請求項１～９のいずれか１項に記載の音響装置。
  11. 　請求項１～１０のいずれか１項に記載の音響装置と、
    　前記ハンドルとを備える
    　移動体。
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