(57)【要約】【課題】  超指向性スピーカを用いタイムリーに、かつ限定したエリアに放送を行うことを可能にする指向性音響システムを得る。【解決手段】  音声信号で超音波キャリアを変調する変調器、変調された超音波信号から指向性の可聴音を生成する複数の放射器、放射器のそれぞれとセットを構成し、自己の感知エリア内の人を検知する複数の人感センサ、人感センサの検知信号に応答して対応するチャネルの音声信号を出力する音声信号源を備え、各セットはそれぞれを異なる方向に向けて一個所に配置され、放射器からの音波による可聴エリアと人感センサの感知エリアが重なるように形成され、かつ他のセットのエリアとは重複しないように設定した。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される音声信号によって超音波キャリアを変調する変調器と、
変調された超音波信号を増幅する電力増幅器と、
増幅された超音波信号から超音波の有限振幅音波の非線形によるパラメトリック作用により指向性のある可聴音を生成する複数の放射器と、
前記複数の放射器のそれぞれとセットを構成し、自己の感知エリアに進入する人を検知して検知信号を出力する複数の人感センサと、
各セットに対応した音声放送の複数のチャネルを有し、前記人感センサの検知信号に応答して対応するチャネルの音声信号を前記変調器に対して出力する音声信号源とを備え、
各セットはそれぞれを異なる方向に向けて一個所に配置され、前記放射器からの音波による可聴エリアと前記人感センサの感知エリアが重なるように形成され、かつ他のセットのエリアとは重複しないように設定されるようにした指向性音響システム。
【請求項２】
各人感センサを、人との距離に応じた検知信号を出力する距離検出型人感センサで構成し、
各距離検出型人感センサの検知信号から予め設定された距離範囲を検出し、検出した距離範囲に応じた制御信号を音声信号源に与える制御部を備え、
前記音声信号源は、各セットに対応したチャネルごとに前記距離範囲に応じた複数の音声信号の内容を有し、前記制御信号に応答して対応するチャネルで前記制御信号が示す距離範囲に対応した音声信号を出力することを特徴とする請求項１記載の指向性音響システム。
【請求項３】
水平方向の異なる角度に向いた複数の面を有する多面キャビネットを備え、
各セットは、前記複数の面のそれぞれに個別に設置されたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の指向性音響システム。
【請求項４】
入力される音声信号によって超音波信号を変調する変調器と、
変調された超音波信号を増幅する電力増幅器と、
増幅された超音波信号から超音波の有限振幅音波の非線形によるパラメトリック作用により指向性のある可聴音を生成する放射器と、
この放射器とセットを構成し、前記放射器からの音波による可聴エリアと重複する自己の感知エリアを形成し、当該感知エリアに進入する人を検知し、人との距離に応じた検知信号を出力する距離検出型人感センサと、
前記検知信号から予め設定された距離範囲を検出し、検出した距離範囲に応じた制御信号を出力する制御部と、
前記距離範囲に応じた複数の音声信号の内容を有し、前記制御信号が示す距離範囲に対応した音声信号を前記変調器に対して出力する音声信号源とを備えた指向性音響システム。
【請求項５】
放射器と距離検出型人感センサのセットに含まれ、可聴エリアに向けて配置されるマイクと、このマイクに対する入力音声を認識し認識信号を制御部に出力する音声認識装置を備え、
制御部は、検出した距離範囲に応じた制御信号を出力した後に到来した認識信号に応じて音声信号源を制御し、前記入力音声に対応した音声信号を出力させることを特徴とする請求項４記載の指向性音響システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、可聴音を指向性放射する超指向性スピーカと人感センサとの組み合わせで案内放送を行う指向性音響システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
店内、展示場あるいは受付においてスピーカから音声を発して案内を行う音声案内装置がある。これらの案内装置では、人感センサが配置され、人の進入を検知すると所定の放送を行うようにしている（例えば、特許文献１、２参照）。また、店内の案内経路の複数個所にスピーカとセンサをそれぞれ配置し、通過する客を検知して対応するスピーカから適宜所定の音声案内を個々に行う受付案内処理装置がある（例えば、特許文献３参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−９８２２６号公報
【特許文献２】特開２００２−１６９９３号公報
【特許文献３】特開２００３−２１６７６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１、２に示された従来の人感センサと連動した音声案内装置は、１つスピーカに対して１つの人感センサを設け、１つの音声源からの情報を放送するものであり、音声は通常のスピーカを用いて拡声されるものである。このように通常のスピーカの場合、音声が拡散して案内放送が周囲の不必要な人にまで届いてしまうという問題がある。また、これらの装置を複数台用いたり、特許文献３のような装置を用いて、一個所から複数の方向に対して異なる案内放送を行うシステムを構築することを考えた場合、各スピーカからの放送音が混合し、聞き取りにくくなるという問題がある。さらに、従来用いられている人感センサは、前に立つ人の距離的な位置に特定されること無く連動して自動放送を行うため、人の位置に合わせた特定エリアへの自動放送ができないというような問題もあった。
【０００５】
この発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、超指向性スピーカを用いタイムリーに、かつ限定したエリアに放送を行うことを可能にする指向性音響システムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る指向性音響システムは、入力される音声信号によって超音波キャリアを変調する変調器と、変調された超音波信号を増幅する電力増幅器と、増幅された超音波信号から超音波の有限振幅音波の非線形によるパラメトリック作用により指向性のある可聴音を生成する複数の放射器と、複数の放射器のそれぞれとセットを構成し、自己の感知エリアに進入する人を検知して検知信号を出力する複数の人感センサと、各セットに対応した音声放送の複数のチャネルを有し、人感センサの検知信号に応答して対応するチャネルの音声信号を変調器に対して出力する音声信号源とを備え、各セットはそれぞれを異なる方向に向けて一個所に配置され、放射器からの音波による可聴エリアと人感センサの感知エリアが重なるように形成され、かつ他のセットのエリアとは重複しないように設定されるようにしたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、人感センサと連動して超指向性スピーカを駆動し、限られたエリアに対してのみ音声による自動放送を可能にする効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による指向性音響システムの構成を示すブロック図、図２は指向性音響システムの動作を示す説明図である。
図において、放射器１〜３は、超音波の有限振幅音波の非線形によるパラメトリック作用、すなわち超音波が空気を伝搬する過程で発生するひずみ成分を利用して可聴帯域の音を得る超指向性スピーカである。各放射器１〜３は人感センサ５〜７のそれぞれとセットを構成し、放射器と人感センサの各セット（１と５、２と６、３と７）はキャビネット４の水平方向の異なる角度に向いた複数の面のそれぞれに個別に取り付けられている。したがって、人感センサ５〜７のそれぞれは、対応する放射器１〜３の音波が放射される方向の人２２を検知する。
【０００９】
各人感センサ５〜７の感知エリア８〜１０は、各放射器１〜３の可聴エリア（図２の破線で示した範囲、例えば２０度）と重なるように形成される。そのため、人感センサ５〜７が広角の検知幅を有する場合には、感知エリア８〜１０を設定するために検知角に指向性を与える構造の受信口を設ければよい。また、この場合、放射器と人感センサの各セットは、隣り合う他のセットのエリアとは重複しないように設定することが必要である。音声信号源となる再生装置１１は、各セットに対応して放送音（音声信号）Ａ，Ｂ，Ｃの内容を持つ複数のチャネルを有し、人感センサ５〜７のいずれかから検知信号が与えられると、その検知信号に応答して対応するチャネルの放送内容の音声信号を出力する。変調器１２〜１４は、再生装置１１から入力される音声信号により超音波キャリアを変調する。
【００１０】
電力増幅器１５は、変調された超音波信号を増幅して対応した放射器１〜３に与える。このことにより、放射器１〜３は、対応するエリア８〜１０に対して音波を放射する。音波は、ビーム状に伝わるので、特定の狭い可聴エリアにいる人に対して放送音を提供することになる。そのとき、可聴エリア外に入ると急激に音が聞こえなくなるため、同時に複数の放送音を放射器１〜３から流しても、互いの音が混じることがなく、放送音を必要としている人だけに的確に伝えることができる。
なお、放射器１〜３は、上記説明では、１個のキャビネット４の異なる面に配置しているが、替りに、ほぼ一緒の位置で、異なる方向に向け配置されていても同様である。
【００１１】
以上のように、この実施の形態１によれば、超指向性スピーカとしての放射器と人感センサとのセットをそれぞれ異なる方向に向けて一個所に配置し、放射器からの音波による可聴エリアと人感センサの感知エリアが重なるように形成し、かつ他のセットのエリアとは重複しないように設定し、人感センサの検知信号に応答して音声信号源から選択したチャネルの音声信号に基づいて、人の進入した可聴エリアに対して放送音を提供するようにしたので、可聴エリア外に不要な放送音を与えることなく、また他のエリアの放送音と混信することなく、人感センサに連動して異なる放送音を異なるエリアに対して自動放送できる効果が得られる。
【００１２】
実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２による指向性音響システムの構成を示すブロック図である。上記実施の形態１において、人感センサ５〜７を、距離検出型人感センサ１６〜１８に置き換えたものである。この距離検出型人感センサ１６〜１８は、各センサとその前を通る人２２（図２を参照する。）との距離を検知し、その距離に対応した検知信号を出力するものである。また、制御部２１が設けられている。距離検出型人感センサ１６〜１８の検知信号を受け、距離に応じた制御信号を再生装置に出力する。この場合、センサと人との距離範囲を、例えばｄ１、ｄ２、ｄ３（ただし、ｄ１＜ｄ２＜ｄ３）のように３種類設定したとする。すると、制御部２１は、距離検出型人感センサ１６〜１８の検知信号のそれぞれに対して、距離範囲を検出して、３種類のうちいずれかの値に対応した制御信号を得ることになる。一方、音声信号源１１は、各セットに対応したチャネルごと（例、Ａ）に距離範囲（例、ｄ１、ｄ２、ｄ３）に応じた複数の放送音（音声信号）の内容（Ａ１，Ａ２，Ａ３）を保持している。あるセットの制御信号が入力された場合、音声信号源１１は、対応するチャネルで制御信号が示す距離範囲に対応した放送音を出力する。
【００１３】
例えば、距離検出型人感センサ１６の検知信号がｄ１の距離範囲を示した場合、その距離範囲に対応した制御信号によりチャネルＡの放送音Ａ１が出力され、変調器１２で超音波キャリアを変調する。変調された超音波信号は、電力増幅器１５で増幅され放射器１に与えられ、これを駆動する。放射器１は、自己の可聴エリアであって、距離検出型人感センサ１６からの距離範囲ｄ１内に入った人に対してのみ放送音Ａ１を提供する。なお、放送音Ａ１が出力されているときに、人が距離範囲ｄ１からｄ２へ移動するか、あるいは現在の可聴エリアから出てしまった場合には、現在の放送音Ａ１が一通り終了するまで制御部２１が次の制御信号を出力しないか、再生装置１１が次の制御信号を受け付けないように設定しておいてもよい。
【００１４】
以上のように、この実施の形態２によれば、各人感センサを、人との距離に応じた検知信号を出力する距離検出型人感センサで構成し、制御部により、各距離検出型人感センサの検知信号から予め設定された距離範囲を検出し、検出した距離範囲に応じた制御信号を音声信号源に与え、対応するチャネルで制御信号が示す距離範囲に対応した音声信号を出力するようにしたので、実施の形態１の効果に加え、人の立つ方向と距離に応じて異なる内容の放送音を与えることができる効果が得られる。
【００１５】
実施の形態３．
図４はこの発明の実施の形態３による指向性音響システムの構成を示すブロック図、図５は指向性音響システムの動作を示す説明図である。
この実施の形態３は、距離検出型人感センサ１６と放射器１による１セットで、１つの可聴エリアに対して案内放送を行う構成としたものである。この場合、可聴エリア８に人２２が進入してきた場合、距離検出型人感センサ１６からその距離に応じた検知信号が出力される。制御部２１において、検知信号から予め設定された距離範囲を検出し、検出した距離範囲に応じた制御信号が再生装置（音声信号源）１１に出力される。再生装置１１は、距離範囲に応じた複数の放送音の内容Ａ１、Ａ２、Ａ３を保持しており、入力された制御信号が示す距離範囲に対応した放送音の音声信号を出力する。変調器１２において、この音声信号で超音波キャリアを変調する。変調された超音波信号は電力増幅器１５により増幅され放射器１に与えられ、これを駆動する。放射器１は、検出した感知エリア８に対して音波を発生し、そこにいる人２２に対して案内放送を行う。
【００１６】
以上のように、この実施の形態３によれば、１セットの放射器と距離検出型センサを用い、制御部により、距離検出型センサの検知信号から予め設定された距離範囲を検出し、検出した距離範囲に応じた制御信号を再生装置（音声信号源）に出力し、再生装置は、距離範囲に応じた複数の放送内容を有し、制御信号が示す距離範囲に対応した放送内容の音声信号を変調器に対して出力するようにしたので、放送の必要なエリアを限定し、かつエリア内の距離に応じて異なる内容の案内放送を可能にする効果が得られる。
【００１７】
実施の形態４．
図６はこの発明の実施の形態４による指向性音響システムの構成を示すブロック図、図７は指向性音響システムの動作を示す説明図である。
この実施の形態４では、実施の形態３で述べた距離検出型人感センサ１６の他に、音声認識装置２０を組み合わせた構成を持つ。図３に対してマイク１９、音声認識装置２０を新たに備える。
【００１８】
図において、可聴エリア８に人２２が進入してきた場合、距離検出型人感センサ１６からその距離に応じた検知信号が出力される。制御部２１は、この検知信号から予め設定された距離範囲を検出し、検出した距離範囲に応じた制御信号を再生装置（音声信号源）１１に対して出力する。再生装置１１は、現在の距離範囲に対応する放送内容（例えば、Ａ１）の音声信号を出力し、放射器１は放送を開始する。その放送が一通り終わったとき、キャビネット４またはその近隣に設置されたマイク１９に向かって人２２が音声により要求を出すと、その音声信号を音声認識装置２０で認識し、認識信号を制御部２１に出力する。制御部２１は、音声認識した認識信号を受け、その内容を解析し対応する制御信号を再生装置１１に出力する。再生装置１１には、距離範囲に対応する放送内容（例えば、Ａ１）の下部情報として補足内容（例えば、ａ１、ａ２、…）を保持されており、入力された音声認識に対応した制御信号に応答して補足内容の音声信号を出力する。したがって、声による要求に応じた案内放送を、特定のエリアいる人に対して行うことができる。
なお、人が音声により要求を出す場合、音声認識の処理が容易にいくように、予め看板などで要求事項の入力文例を準備しておくとよい。
【００１９】
以上のように、この実施の形態４によれば、音声認識装置を備え、マイクに対する入力音声を認識し、制御部は、検出した距離範囲に応じた制御信号を出力した後に到来した認識信号に応じて再生装置（音声信号源）を制御し、入力音声に対応した音声信号を出力させるようにしたので、センサ機能以外に対話形式で、人の音声による指示、問い合わせに対する案内放送を、限られたエリア対して可能にする効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の実施の形態１による指向性音響システム構成を示すブロック図である。
【図２】同実施の形態１に係る指向性音響システムの動作を示す説明図である。
【図３】この発明の実施の形態２による指向性音響システム構成を示すブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態３による指向性音響システム構成を示すブロック図である。
【図５】同実施の形態３に係る指向性音響システムの動作を示す説明図である。
【図６】この発明の実施の形態４による指向性音響システム構成を示すブロック図である。
【図７】同実施の形態４に係る指向性音響システムの動作を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２１】
１〜３  放射器、４  キャビネット、５〜７  人感センサ、８〜１０  感知エリア、１１  再生装置（音声信号源）、１２〜１４  変調器、１５  電力増幅器、１６〜１８  距離検出型人感センサ、１９  マイク、２０  音声認識装置、２１  制御部、２２  人間。
【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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