(57)【要約】【課題】ハンズフリー通話において助手席の同乗者に通話内容が聞こえてしまい、同乗者に対し不快感を与えたり、プライバシー保護や機密保持ができない。【解決手段】車室内に複数のスピーカを設置、ハンズフリー使用者の耳位置で各スピーカの出力音が強調し合うよう位相を調整して出力する。さらに運転手の耳の位置の移動の影響が小さい位置のスピーカより元の音声のうちの高い周波数成分を出力することで、耳の位置の変位の影響を小さくする。【選択図】　　　　図１
2004112528.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め定められた目標エリアにおいて複数スピーカから出力された音信号が強め合うよう位相を制御する遅延発生部を有し、前記音信号を前記複数のスピーカより出力する音響信号伝送装置であり、
前記複数スピーカのうち、前記目標エリアの位置が変化した場合の前記目標エリアからの距離の変化が小さいスピーカから、前記音信号のうちの高い周波数成分を出力するよう制御する出力帯域制御部
を有することを特徴とする音響信号伝送装置。
【請求項２】
予め定められた目標エリアにおいて複数スピーカから出力された音信号が強め合うよう位相を制御する遅延発生部を有し、前記音信号を前記複数スピーカより出力する音響信号伝送装置であり、
空間に観測点を一つ以上設置し前記複数スピーカの一つより前記音信号を出力した際、前記観測点において前記音信号が強くなる周波数に対し出力を低くするよう前記スピーカの前段で帯域制御を行う出力帯域制御部
を有することを特徴とする音響信号伝送装置。
【請求項３】
予め定められた目標エリアにおいて複数スピーカから出力された音信号が強め合うよう位相を制御する遅延発生部を有し、前記音信号を前記複数スピーカより出力する音響信号伝送装置であり、
前記複数スピーカより出力される前記音信号に対し、前記目標エリアにおいて打ち消し合う位相関係を持つ重畳信号をそれぞれ加える
ことを特徴とする音響信号伝送装置。
【請求項４】
予め定められた目標エリアにおいて複数スピーカから出力された音信号が強め合うよう位相を制御する遅延発生部を有し、前記音信号を前記複数スピーカより出力する音響信号伝送装置であり、
前記音信号を時間領域で区切り音断片信号とし、前記音断片信号を前記複数のスピーカのいずれか一つ以上から逐次出力する
ことを特徴とする音響信号伝送装置。
【請求項５】
任意の音断片信号である第一の音断片信号と、前記第一の音断片信号のあとに続く音断片信号である第二の音断片信号との間に時間間隔を設ける
ことを特徴とする請求項４記載の音響信号伝送装置。
【請求項６】
音断片信号に対しフィルタ処理を行い、高周波成分を除去する
ことを特徴とする請求項４ないし請求項５記載の音響信号伝送装置。
【請求項７】
複数存在する音出力手段のうち、予め定められた目標エリアの位置が変化した際の前記目標エリアから音出力手段までの距離の変化が小さい音出力手段より、前記音信号のうちの高い周波数成分を帯域制御音信号として出力する出力帯域制御ステップと、
前記目標エリアにおいて前記帯域制御音信号が強め合うよう前記帯域制御音信号の位相を制御する遅延発生ステップと、
前記帯域制御音信号を前記複数の音出力手段より出力する音出力ステップと
を有することを特徴とする音響信号伝送方法。
【請求項８】
複数存在する音出力手段のうちの一つが出力する前記音信号が、予め定められた観測点において強くなる周波数に対しては出力を小さくするよう帯域制御を施した帯域制御音信号を出力する出力帯域制御ステップと、
前記目標エリアにおいて前記帯域制御音信号が強め合うよう前記帯域制御音信号の位相を制御する遅延発生ステップと、
前記帯域制御音信号を前記複数の音出力手段より出力する音出力ステップと
を有することを特徴とする音響信号伝送方法。
【請求項９】
複数存在する音出力手段より出力した際目標エリアにおいて打ち消し合う位相関係を持つ重畳信号を音信号に加え合成音信号とし、前記複数の音出力手段に送る波形合成ステップと、
前記目標エリアにおいて前記合成音信号が重なり合うよう前記合成音信号の位相を制御する遅延発生ステップと
前記合成音信号を前記複数の音出力手段より出力する音出力ステップと
を有することを特徴とする音響信号伝送方法。
【請求項１０】
音信号を任意の時間間隔で区切り音断片信号とし、複数存在する音出力手段のうちのいずれか一つ以上に逐次出力していく音信号処理ステップと、
予め定められた目標エリアにおいて前記音断片信号が連結するよう前記音断片信号の位相を制御する遅延発生ステップと
前記音断片信号を前記複数の音出力手段より出力する音出力ステップと
を有することを特徴とする音響信号伝送方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、音響信号伝送装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の携帯電話の爆発的な普及とともに、自動車運転時にも通話を行いたいという要求が高まっている。しかしながら運転者が携帯電話を手に確保し運転中に通話を行うのは危険が伴い、安全面の観点で問題がある。そこで運転者が運転中に携帯電話を手に確保せずに、車内に設置したマイクロフォンおよび拡声用のスピーカにより通話を行うハンズフリー通話装置の需要が高まっている。
【０００３】
従来の形態におけるハンズフリー通話装置においては、通話相手の音声は既存のオーディオ用スピーカより出力され運転者に伝送される。しかしながらこのような構成では、助手席などに同乗者がいる場合通話内容が同乗者にも聞こえてしまう。通話内容によっては好ましくない場合もありプライバシー保護や機密保持の観点からみて問題点を有している。この問題点を解決するためにはハンズフリー使用者にのみ通話音を伝送する音響信号伝送装置が必要となる。
音をあるスポットのみに伝達するための技術としては、超音波を用いたパラメトリックスピーカが報告されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
また別の技術として、複数の無指向性スピーカから目標エリアにおいて音が重なり合うように位相関係を調節して出力する方式がある（例えば、特許文献２参照。）。各スピーカから出力する音を小さくすることで目標エリア以外での音圧を少なくすることができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭６１−５７１９７号公報（第２−３頁、第２図）
【０００６】
【特許文献２】
特開平８−２２１０８１号公報（明細書、第５図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の技術（特許文献１）においては、同乗者に対し通話内容を秘匿可能な構成を実現する場合、パラメトリックスピーカでは、消費電力、サイズ、コスト、安全性などといった面で課題を残しており、車載目的での実用化には至っていない。
【０００８】
また、特許文献２で示される方法では、車室内環境を考慮した場合、ハンズフリー使用者すなわち運転者の頭部位置はシートの位置や運転姿勢により変化するため、目標エリアを動的に変化させる必要がある。カメラあるいはセンサを用い位置変更する方式が考えられるが、位置検出のためのこれらのデバイスを設置する必要があり、コスト／スペースの面で課題を有している。また、スピーカから出る音そのものを加工しないので、同乗者の聴力によっては特定のスピーカに集中することで内容が把握できる可能性がある。
【０００９】
そこで、本発明は、車載ハンズフリーでの秘話目的に適した音響信号伝送装置および方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る音響信号伝送装置は、予め定められた目標エリアにおいて複数スピーカから出力された音信号が強め合うよう位相を制御する遅延発生部を有し、前記音信号を前記複数のスピーカより出力する音響信号伝送装置であり、前記複数スピーカのうち、前記目標エリアの位置が変化した場合の前記目標エリアからの距離の変化が小さいスピーカから、前記音信号のうちの高い周波数成分を出力するよう制御する出力帯域制御部を有するものである。
【００１１】
また、本発明の請求項２に係る音響信号伝送装置は、予め定められた目標エリアにおいて複数スピーカから出力された音信号が強め合うよう位相を制御する遅延発生部を有し、前記音信号を前記複数スピーカより出力する音響信号伝送装置であり、空間に観測点を一つ以上設置し、前記複数スピーカの一つより前記音信号を出力した際、前記観測点において前記音信号が強くなる周波数に対し出力を低くするよう前記スピーカの前段で帯域制御を行う出力帯域制御部を有するものである。
【００１２】
また、本発明の請求項３に係る音響信号伝送装置は、予め定められた目標エリアにおいて複数スピーカから出力された音信号が強め合うよう位相を制御する遅延発生部を有し、前記音信号を前記複数スピーカより出力する音響信号伝送装置であり、前記複数スピーカより出力される前記音信号に対し、前記目標エリアにおいて打ち消し合う位相関係を持つ重畳信号をそれぞれ加えるものである。
【００１３】
また、本発明の請求項４に係る音響信号伝送装置は、予め定められた目標エリアにおいて複数スピーカから出力された音信号が強め合うよう位相を制御する遅延発生部を有し、前記音信号を前記複数スピーカより出力する音響信号伝送装置であり、前記音信号を時間領域で区切り音断片信号とし、前記音断片信号を前記複数のスピーカのいずれか一つ以上から逐次出力するものである。
【００１４】
また、本発明の請求項５に係る音響信号伝送装置は、請求項４記載の音響信号伝送装置において、任意の音断片信号である第一の音断片信号と、前記第一の音断片信号のあとに続く音断片信号である第二の音断片信号との間に時間間隔を設けるものである。
【００１５】
また、本発明の請求項６に係る音響信号伝送装置は、請求項４ないし請求項５記載の音響信号伝送装置において、音断片信号に対しフィルタ処理を行い、高周波成分を除去するものである。
【００１６】
また、本発明の請求項７に係る音響信号伝送方法は、複数存在する音出力手段のうち、予め定められた目標エリアの位置が変化した際の前記目標エリアから音出力手段までの距離の変化が小さい音出力手段より、前記音信号のうちの高い周波数成分を帯域制御音信号として出力する出力帯域制御ステップと、前記目標エリアにおいて前記帯域制御音信号が強め合うよう前記帯域制御音信号の位相を制御する遅延発生ステップと、前記帯域制御音信号を前記複数の音出力手段より出力する音出力ステップとを有するものである。
【００１７】
また、本発明の請求項８に係る音響信号伝送方法は、複数存在する音出力手段のうちの一つが出力する前記音信号が、予め定められた観測点において強くなる周波数に対しては出力を小さくするよう帯域制御を施した帯域制御音信号を出力する出力帯域制御ステップと、前記目標エリアにおいて前記帯域制御音信号が強め合うよう前記帯域制御音信号の位相を制御する遅延発生ステップと、前記帯域制御音信号を前記複数の音出力手段より出力する音出力ステップとを有するものである。
【００１８】
また、本発明の請求項９に係る音響信号伝送方法は、複数存在する音出力手段より出力した際目標エリアにおいて打ち消し合う位相関係を持つ重畳信号を音信号に加え合成音信号とし、前記複数の音出力手段に送る波形合成ステップと、前記目標エリアにおいて前記合成音信号が重なり合うよう前記合成音信号の位相を制御する遅延発生ステップと、前記合成音信号を前記複数の音出力手段より出力する音出力ステップとを有するものである。
【００１９】
また、本発明の請求項１０に係る音響信号伝送方法は、音信号を任意の時間間隔で区切り音断片信号とし、複数存在する音出力手段のうちのいずれか一つ以上に逐次出力していく音信号処理ステップと、予め定められた目標エリアにおいて前記音断片信号が連結するよう前記音断片信号の位相を制御する遅延発生ステップと、前記音断片信号を前記複数の音出力手段より出力する音出力ステップとを有するものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１に係る音響信号伝送装置について図面を参照しながら説明する。
【００２１】
図１は本実施形態１における音響信号伝送装置の機能構成を示すブロック図である。
図１において、１０１は音響信号出力部、１１１は第一の出力帯域制御部、１１２は第一の遅延発生部、１１３は第一のスピーカ、１２１は第二の出力帯域制御部、１２２は第二の遅延発生部、１２３は第二のスピーカ、１３１は第三の出力帯域制御部、１３２は第三の遅延発生部、１３３は第三のスピーカである。
【００２２】
また、図２は本実施の形態におけるスピーカ配置の一例を示す図である。
図２は車室内の運転席側を示しており、図２において、２００は運転席、２０１は目標エリア、２０２はサイドガラスである。第一のスピーカ１１３、第二のスピーカ１２３、第三のスピーカ１３３はそれぞれ運転席のヘッドレスト（右側）、運転席側ドアの位置、運転席サイドピラー上部に設置されている。
【００２３】
以下、図１および図２を用いて本実施の形態における音響信号伝送装置の動作を説明する。
本実施の形態１においては第一のスピーカ１１３、第二のスピーカ１２３，第三のスピーカ１３３の順に目標エリアから遠い位置にあるものとする。それぞれのスピーカから同時に音が発せられた場合、それぞれのスピーカからの音は目標エリアに近いスピーカからの音の順に到着する。第一のスピーカ１１３からの音と第二のスピーカ１２３からの音の到着時間差ｔ１２は音速をＶ、第一のスピーカ１１３から目標エリア２０１までの距離をＬ１、第二のスピーカ１２３から目標エリア２０１までの距離をＬ２とするとｔ１２＝（Ｌ２−Ｌ１）／Ｖで表される。また第一のスピーカ１１３からの音と第三のスピーカ１３３からの音の到着時間差ｔ１３は第三のスピーカ１３３から目標エリア２０１までの距離をＬ３とするとｔ１３＝（Ｌ３−Ｌ１）／Ｖで表される。
【００２４】
この場合、第一の遅延発生部１１２での遅延量を０、第二の遅延発生部１２２での遅延量をｔ１２、第三の遅延発生部１３２での遅延量をｔ１３として音を出力すれば、各スピーカより出力された音は目標エリア２０１に同時に到着し、そこで強め合う位相関係となる。目標エリア２０１を運転者の右耳の位置に設定することにより運転手にのみに聞こえやすくする効果を持たせる。
【００２５】
本実施の形態１の音響信号伝送装置ではさらに、各スピーカから出力する音信号に対して出力帯域制御部によりそれぞれ別の周波数帯を出力させる。車載環境においては運転者の右耳の位置すなわち目標エリアはシートの位置や運転者の姿勢などにより変化する。そこで、本実施の形態１では右耳位置の変位によりスピーカと目標エリアの距離関係があまり変化しない位置関係にあるスピーカから高い周波数領域、変位の影響を受ける位置のスピーカからは低い周波数領域の音を出力する。低い周波数の音は波長が長いため変位に対する位相変化量は少ない。例えば３４０Ｈｚの周波数の音であれば１波長は１ｍとなり、１０ｃｍ〜２０ｃｍ程度の変位に対しても位相変化は比較的小さく、変位による位相関係のずれを小さく押さえることができる。本実施の形態１においては第一のスピーカ１１３はシートに固定してあるためシートの変位による影響が小さいので、第一の出力帯域制御部１１２において高い周波数帯、例えば１０００Ｈｚ以上の周波数のみを通過させる。また第二の出力帯域制御部１２２はその下の周波数帯、例えば５００Ｈｚ〜１０００Ｈｚの音のみを通過させる。変位の影響を最も受ける第３のスピーカ１３３からの出力音については、第３の出力帯域制御部１３２において低い周波数、例えば５００Ｈｚ以下の音のみを通過させる。各々のスピーカからの出力は目標エリア２０１において互いに重ね合い、元の音が再現される。
【００２６】
以上説明したように本実施の形態の音響信号伝送装置を用いることにより、運転者のみに音を聞こえやすくし、かつ車室内での運転者の頭部位置変位の影響を低く抑える構成を実現できる。
【００２７】
なお、本実施の形態１におけるスピーカ位置、スピーカ個数や各スピーカ出力の周波数範囲および装置構成は一例であり、本形態に限定されるものではない。
【００２８】
また、本実施の形態１においては各遅延発生部での遅延量は固定としたが、シートの位置を検出し各遅延発生部での遅延量を補正する構成としても同様の効果が得られる。この場合、運転手の姿勢の変化に対する目標エリア変位の影響を小さくすることができる。
【００２９】
また、本実施の形態１では目標エリアを、助手席から遠い側の位置であることを考慮して運転手の右耳の位置としたが、逆の耳の位置としても同様の方法で実現可能である。
【００３０】
また、本実施の形態１では各遅延発生部での遅延量について距離差を音速で割った値に設定したが、目標エリアにマイクロフォンを設置し、試験信号を出力し、実測した遅延量を遅延発生部に設定してもよい。また、実際のデバイスでは周波数ごとに遅延量が異なるなど細かい設定が必要となる場合がある。その場合、各遅延発生部において周波数ごとに遅延量を変化させる構成として実現できる。遅延時間の設定方法としては、特開平１１−２６２０８１や特開２００１−２１１４９３で示される方法を一例として示すことができる。
【００３１】
また、図２で示されるスピーカの位置については、各スピーカと目標エリアとの距離差が想定される別の受聴点、例えば助手席での耳位置と各スピーカの距離差と一致しないように設定する必要がある。すなわちＬ１とＬ２の差（Ｌ２−Ｌ１）が、第一のスピーカ１１３から前記別の受聴点までの距離Ｌ１’と第二のスピーカ１２３から前記別の受聴点までの距離Ｌ２’との距離差（Ｌ２’−Ｌ１’）と等しくなると、前記別の受聴点でも両スピーカ出力音の重ね合わせが発生する。これを避けるために、各スピーカの配置を別受聴点の位置も考慮して設定を行うことで、秘話効果をより高めることができる。
【００３２】
また、本実施の形態１においてはスピーカの指向性について言及しなかったが、スピーカが無指向性、すなわち全方向に対し同じ出力特性を持つスピーカを用いた場合でも本実施の形態１において説明したような効果が得られる。また、スピーカが指向性を持つ場合、その指向性を目標エリア２０１に向けることによる目標エリア２０１とその他の地点との音圧差を大きくすることができ、特性を向上することができる。
【００３３】
（実施の形態２）
次いで、本実施の形態２に係る音響信号伝送装置について説明する。
この音響信号伝送装置においては、各スピーカから出力する音の周波数範囲を、車室内の音響特性を考慮した範囲に設定することで、秘話効果を向上するようにしている。なお、本実施の形態２における音響信号伝送装置の構成は実施の形態１におけるそれ、すなわち図１の構成と同様であるので、その構成の図示およびその説明を省略する。
【００３４】
車室空間は閉空間であるため、反射の影響により定在波が発生する。定在波の発生について図３を用いて説明する。
図３は定在波発生の原理を示す図である。
【００３５】
図３において３００は反射面、３１０は時刻ｔ０における入射波、３１１は時刻ｔ１における入射波、３１２は時刻ｔ２における入射波、３２０は時刻ｔ０における反射波、３２１は時刻ｔ１における反射波、３２２は時刻ｔ２における反射波、３３０は時刻ｔ０における合成波、３３１は時刻ｔ１における合成波、３３２は時刻ｔ２における合成波である。図３において横軸は距離、縦軸は各波の振幅を示す。
【００３６】
時刻ｔ０において入射波３１０と反射波３２０は、経路上の各点で足し合わされ合成波３３０となる。例えば地点Ａでは入射波３１０と反射波３２０を足し合わせると互いに打ち消し合い０となる。また地点Ｂでは、足し合わせの結果、図３のような高い音圧となる。時刻ｔ１、時刻ｔ２においても同様である。
【００３７】
地点Ａでの合成波は、図３で示される通り、各時刻において振幅０となる。また、地点Ｂでの合成波は、元の入射波よりも大きな振幅を持つことになる。
【００３８】
このように反射の影響がある環境においては、特定の位置において振幅、すなわち定在波が発生する。図３では反射面が一つの場合について示しているが、反射面が複数ある場合、この重ね合わせが繰り返される。空間の形状によっては波の振幅と反射位置により決定するある特定の位置において、大きな振幅となり得る。
【００３９】
本実施の形態２においては、音響信号伝送装置の設計時に、各スピーカにより発生する車室内の定在波を測定する。すなわち、車室内に一つ以上のマイクロフォンを設置し、スピーカの一つより平坦な周波数特性を持つ音であるホワイトノイズを送出し、マイクロフォンにより伝達音を収集する。マイクロフォンの設置位置については、同乗者の位置を想定し、その耳の位置近辺とする。収集した音に対しフーリエ変換を施し、周波数領域のデータに変換する。そのデータより各スピーカについて定在波の発生しやすい周波数帯を知ることができる。各出力帯域制御部において通過させる帯域を設定する際、前記データにより得た定在波の発生しやすい周波数帯についても出力を抑えるよう設定を行う。
【００４０】
なお、本実施の形態における車室内の定在波測定の際には、助手席や後部座席の位置に同乗者を模した人形などを設置し、測定することで、より正確に定在波の発生個所を特定することができる。また、車室内のセンサと連動し、各座席に同乗者がいるかを検出し、各スピーカの割り当て周波数を変更することで、より高い定在波抑制効果が得られ、秘話効果を向上することができる。
【００４１】
（実施の形態３）
次いで、本実施の形態３に係る音響信号伝送装置について、説明する。
この音響信号伝送装置においては、各スピーカから出力する音に対し別の音を付加し、目標エリアにおいて別の音を打ち消す構成とすることで、秘話効果を持たせるようにしている。
【００４２】
図４は本実施の形態３における音響信号伝送装置の機能構成を示すブロック図である。
図４において４０２は重畳信号発生部、４１１は第一の波形合成部、４１４は第一の位相制御部、４２１は第二の波形合成部、４２４は第二の位相制御部、４３１は第三の波形合成部、４３４は第三の位相制御部である。
【００４３】
本実施の形態においては、元の信号である音響信号出力部の出力に、重畳信号発生部４０２で生成した重畳信号を重畳する。本実施の形態では説明のため単一周波数の信号を用いるものとする。重畳信号は第一の位相制御部４１４、第二の位相制御部４２４、第三の位相制御部４３４において位相がそれぞれずらされ、それぞれ第一の波形合成部４１１、第二の波形合成部４２１、第三の波形合成部４３１に送られる。各位相制御部においては、重畳信号をそれぞれ足し合わせた結果が各時刻で０となるように位相をずらす。
【００４４】
本実施の形態における重畳信号位相制御の一例を図５に示す。
図５において５００は重畳信号、５１０は第一の位相制御部より出力される信号、５２０は第二の位相制御部より出力される信号、５３０は第三の位相制御部より出力される信号である。また図５において横軸は時間、縦軸は信号の振幅を示している。本実施の形態では図５に示すように重畳信号を単一の正弦波信号とし、各出力信号は２π／３ラジアンずつずらした形とする。各出力信号を重ね合わせた結果は各時刻において０となる。
【００４５】
図５において示される位相制御を施した重畳信号と元の音信号が第一の波形合成部４１１、第二の波形合成部４２１および第三の波形合成部４３１において加算され、実施の形態１における場合と同様に、第一の遅延発生部１１２、第二の遅延発生部１２２および第三の遅延発生部１３２において適切な遅延が加えられ第一のスピーカ１１３、第二のスピーカ１２３および第三のスピーカ１３３より出力される。
【００４６】
目標エリア２０１に到達した音信号のうち、重畳信号の成分は加算された結果打ち消される。その結果、目標エリア２０１において聴取される音は音響信号出力部１０１より出力された元信号となる。目標エリア２０１以外の地点においては、重畳信号が加算された結果、打ち消される位相関係にないため、音として残り、元信号を聞き取りにくくする。
【００４７】
なお、本実施の形態３におけるスピーカ位置、スピーカ個数や各スピーカ出力の周波数範囲および装置構成は一例であり、本形態に限定されるものではない。
【００４８】
また、本実施の形態３においては、重畳信号は単一周波数の正弦波としたが、これに限るものではなく、目標エリアにおいて加算結果が０となるようであればどのような信号でもよい。
【００４９】
また、本実施の形態３において使用する重畳信号について、人間の聴覚特性を考慮し、なるべく耳障りでない音を使用することにより、同乗者の不快感を抑制することができる。
【００５０】
（実施の形態４）
次いで、本実施の形態４に係る音響信号伝送装置について、説明する。
この音響信号伝送装置においては、各スピーカから出力する音を時間領域で分離し、出力することで、秘話効果を持たせるようにしている。
【００５１】
以下本実施の形態４における音響信号伝送装置の構成および各スピーカ出力設定方法について図面を参照しながら説明する。
【００５２】
図６は、本実施の形態４における音響信号伝送装置の機能構成を示すブロック図である。
図６において６１１は第一の音信号処理部、６２１は第二の音信号処理部、６３１は第三の音信号処理部である。本実施の形態４においては、説明を簡略化するため、目標エリア２０１から各スピーカ（第一、第二、第三のスピーカ）までの距離が同じものであるとして説明する。
【００５３】
第一の音信号処理部６１１、第二の音信号処理部６２１および第三の音信号処理部６３１では、音響信号出力部１０１からの出力をある時間間隔ごとに出力する。
【００５４】
以下音信号出力について図７を参照しながら説明する。
図７は、本実施の形態における各スピーカの出力音を示す図である。
【００５５】
図７において７００は音響信号出力部１０１より出力される音信号、７１０ａ、７１０ｂ、…、７１０ｊは各時間間隔において第一のスピーカから出力される音信号、７２０ａ、７２０ｂ、…、７２０ｊは各時間間隔において第二のスピーカ１２３から出力される音信号、７３０ａ、７３０ｂ、…、７３０ｊは各時間間隔において第三のスピーカ１３３から出力される音信号である。
【００５６】
時刻ｔ０〜ｔ１の時間間隔において第一の音信号処理部６１１は７１０ａで示されるように音信号を出力する。この時間間隔では第二の音信号処理部６２１および第三の音信号処理部６３１は信号を出力しない。また、時刻ｔ１〜ｔ２の時間間隔において７２０ａで示されるように第二の音信号処理部６２１が信号を出力し、第二のスピーカ１２３より音が出力される。また時刻ｔ２〜ｔ３の時間間隔においては７３０ａで示されるように第三の音信号処理部６３１が信号を出力し、第三のスピーカ１３３より音が出力される。以下このように各スピーカから順に音出力を行う。
【００５７】
本実施の形態４の場合、目標エリア２０１から各スピーカまでの距離がそれぞれ等しいとしているため、各スピーカからの音は目標エリア２０１においてシームレスに繋がり、元の音信号６００と同じ形となる。一方、各スピーカとの距離がそれぞれ異なる他の地点においては、各スピーカの伝送遅延が異なることにより、各波形がシームレスに繋がらず一部重なり合うことになり、聞き取りにくい状態となる。
【００５８】
上記説明では目標エリア２０１から各スピーカまでの距離を一定であるとしたが、第一の遅延発生部１１２、第二の遅延発生部１２２および第三の遅延発生部１３２での遅延量を、実施の形態１で示したように距離差に合わせ設定することにより距離が異なる位置に各スピーカを設置した場合でも同様の効果が得られる。
【００５９】
なお、本実施の形態４におけるスピーカ位置、スピーカ個数および装置構成などは一例であり、本形態に限定されるものではない。
【００６０】
また、本実施の形態４においては各スピーカからの音出力を同じ時間間隔で区切り順に出力したが実装においてはこの限りでなく、それぞれ異なる時間間隔としてもよい。また、出力順／出力時間を動的に変更しても同様の効果が得られる。
【００６１】
また、本実施の形態４においては元の信号を時間軸で区切りそのまま出力したが、スピーカ切り替え時刻前後に微小な時間ギャップを設けることにより、受聴位置のわずかな変化による重なりの発生を抑制することができ、目標エリアでの聞きやすさが向上する。また、出力前に低域通過フィルタを通すことで、出力波形エッジの部分を滑らかにして出力することにより、同様に重なりの影響を抑制することができる。
【００６２】
本実施の形態４における処理は音信号をデジタル化し処理を行うシステムにおいて、容易に導入できる。アナログ信号である音信号はデジタル化する際に一定時間間隔で区切り、量子化を行うサンプリング処理を施した後、デジタル化される。デジタル化されたデータは各種処理を行い最終的にＤ／Ａ（デジタル−アナログ）変換されスピーカより出力される。このＤ／Ａ変換の前に、出力すべき時間間隔分以外の時間のデータを０とする操作を行うことにより、目的とする間引いた形の音信号を容易に得ることができる。
【００６３】
また、各実施の形態１〜４においては車室内での秘話実現の場合について示したが、車室内以外の環境でも同様に適用が可能である。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る音響信号伝送装置によれば、予め定められた目標エリアにおいて複数スピーカから出力された音信号が強め合うよう位相を制御する遅延発生部を有し、前記音信号を前記複数のスピーカより出力する構成において、前記複数スピーカのうち、前記目標エリアの位置が変化した場合の前記目標エリアからの距離の変化が小さいスピーカから、前記音信号のうちの高い周波数成分を出力するよう制御することにより、運転者のみに音を聞こえやすくし、かつ車室内での運転者の頭部位置変位の影響を低く抑える構成を実現できる。
【００６５】
また、予め定められた目標エリアにおいて複数スピーカから出力された音信号が強め合うよう位相を制御する遅延発生部を有し、前記音信号を前記複数スピーカより出力する構成において、空間に観測点を一つ以上設置し前記複数スピーカの一つより前記音信号を出力した際、前記観測点において前記音信号が強くなる周波数に対し出力を低くするよう前記スピーカの前段で帯域制御を行うことにより、各スピーカの割り当て周波数を変更し、定在波を抑制、秘話効果を向上することができる。
【００６６】
また、予め定められた目標エリアにおいて複数スピーカから出力された音信号が強め合うよう位相を制御する遅延発生部を有し、前記音信号を前記複数スピーカより出力する構成において、前記複数スピーカより出力される前記音信号に対し、前記目標エリアにおいて打ち消し合う位相関係を持つ重畳信号をそれぞれ加えることにより、運転者耳元以外の位置では重畳信号が加算された結果打ち消される位相関係にないため音として残り、元信号を聞き取りにくくし、秘話効果を向上することができる。
【００６７】
また、予め定められた目標エリアにおいて複数スピーカから出力された音信号が強め合うよう位相を制御する遅延発生部を有し、前記音信号を前記複数スピーカより出力する構成において、前記音信号を時間領域で区切り音断片信号とし、前記音断片信号を前記複数のスピーカのいずれか一つ以上から逐次出力することにより、運転者耳元以外の位置で元の音信号がシームレスに繋がらず一部重なり合い聞き取りにくくなり、秘話効果を向上することができる。
【００６８】
また、本発明に係る音響信号伝送方法によれば、複数存在する音出力手段のうち、予め定められた目標エリアの位置が変化した際の前記目標エリアから音出力手段までの距離の変化が小さい音出力手段より、前記音信号のうちの高い周波数成分を帯域制御音信号として出力し、前記目標エリアにおいて前記帯域制御音信号が強め合うよう前記帯域制御音信号の位相を制御し、前記帯域制御音信号を前記複数の音出力手段より出力することにより、運転者のみに音を聞こえやすくし、かつ車室内での運転者の頭部位置変位の影響を低く抑える構成を実現できる。
【００６９】
また、複数存在する音出力手段のうちの一つが出力する音信号が、予め定められた観測点において強くなる周波数に対しては出力を小さくするよう帯域制御を施した帯域制御音信号を出力し前記目標エリアにおいて前記帯域制御音信号が強め合うよう前記帯域制御音信号の位相を制御し、前記帯域制御音信号を前記複数の音出力手段より出力することにより、定在波を抑制し、秘話効果を向上することができる。
【００７０】
また、複数存在する音出力手段より出力した際目標エリアにおいて打ち消し合う位相関係を持つ重畳信号を音信号に加え合成音信号とし、前記複数の音出力手段に送り、前記目標エリアにおいて前記合成音信号が重なり合うよう前記合成音信号の位相を制御し、前記合成音信号を前記複数の音出力手段より出力することにより、運転者耳元以外の位置では重畳信号が加算された結果打ち消される位相関係にないため音として残り、元信号を聞き取りにくくし、秘話効果を向上することができる。
【００７１】
また、音信号を任意の時間間隔で区切り音断片信号とし、複数存在する音出力手段のうちのいずれか一つ以上に逐次出力していき、予め定められた目標エリアにおいて前記音断片信号が連結するよう前記音断片信号の位相を制御し、前記音断片信号を前記複数の音出力手段より出力することにより、運転者耳元以外の位置で元の音信号がシームレスに繋がらず、一部重なり合い、聞き取りにくくなり、秘話効果を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における音響信号伝送装置の機能構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１におけるスピーカ配置の一例を示す図である。
【図３】定在波発生の原理を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態３における音響信号伝送装置の機能構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態３における重畳信号位相制御の一例を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態４における音響信号伝送装置の機能構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施の形態４における各スピーカの出力音を示す図である。
【符号の説明】
１０１　音響信号出力部
１１１　第一の出力帯域制御部
１１２　第一の遅延発生部
１１３　第一のスピーカ
１２１　第二の出力帯域制御部
１２２　第二の遅延発生部
１２３　第二のスピーカ
１３１　第三の出力帯域制御部
１３２　第三の遅延発生部
１３３　第三のスピーカ
２０１　目標エリア
４０２　重畳信号発生部
４１１　第一の波形合成部
４１４　第一の位相制御部
４２１　第二の波形合成部
４２４　第二の位相制御部
４３１　第三の波形合成部
４３４　第三の位相制御部
６１１　第一の音信号処理部
６２１　第二の音信号処理部
６３１　第三の音信号処理部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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