(57)【要約】【課題】音を反射する物体をユーザの頭部周辺から取り除くよう促すことができる音響装置及び音響システムを提供する。【解決手段】音響装置１００は、ユーザの頭部の位置を検出する頭部位置検出部１１１と、ユーザの頭部周辺に存在する、音を反射する物体を検出する物体検出部１１２と、指向性を有する音を出力する指向性スピーカ１０１と、物体検出部１１２によってユーザの頭部周辺に物体が検出された場合、ユーザの頭部周辺に向かって、物体をユーザの頭部周辺から取り除くよう促す音声通知を指向性スピーカ１０１から出力させる通知部１１３とを備える。【選択図】図３
2017220695.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
横たわるユーザに向けて音を出力する音響装置であって、
前記ユーザの頭部の位置を検出する頭部位置検出部と、
前記ユーザの頭部周辺に存在する、音を反射する物体を検出する物体検出部と、
指向性を有する音を出力する指向性スピーカと、
前記物体検出部によって前記ユーザの頭部周辺に前記物体が検出された場合、前記ユーザの頭部周辺に向かって、前記物体を前記ユーザの頭部周辺から取り除くよう促す音声通知を前記指向性スピーカから出力させる通知部と、
を備える音響装置。
【請求項２】
前記頭部位置検出部は、
対象物までの距離を計測する距離センサと、
前記ユーザが横たわっている方向に対して垂直な水平方向に沿って、前記距離センサによる計測範囲を変化させる距離センサ制御部と、
前記距離センサによって計測された前記対象物までの距離に基づいて、所定の基準面から前記対象物までの高さを算出し、算出した前記高さが閾値以上である前記対象物の位置を、前記ユーザの頭部の位置として特定する頭部位置特定部と、
を含む請求項１記載の音響装置。
【請求項３】
前記物体検出部は、
超音波を対象物に向けて発信するとともに、前記対象物からの反射波を受信する超音波センサと、
前記ユーザが横たわっている方向に対して垂直な水平方向に沿って、前記超音波センサの発信方向を変化させる超音波センサ制御部と、
前記超音波センサによって受信された前記反射波の反射強度を測定し、前記反射強度が閾値以上である前記対象物の位置を、前記物体の位置として特定する物体位置特定部と、
を含む請求項１又は２記載の音響装置。
【請求項４】
前記ユーザが横たわっている方向に対して垂直な水平方向に沿って、前記指向性スピーカから所定の周波数を有する音声信号を出力させる信号出力制御部と、
前記音響装置を遠隔操作する情報端末から、前記音声信号に対する応答である応答信号を受信する受信部と、
前記受信部によって前記応答信号が受信された際の前記指向性スピーカの前記音声信号の出力方向に基づいて前記情報端末の位置を特定する端末位置特定部と、をさらに備え、
前記通知部は、前記物体位置特定部によって特定された前記物体の位置と、前記端末位置特定部によって特定された前記情報端末の位置とが一致する場合、前記音声通知を出力しない、
請求項３記載の音響装置。
【請求項５】
前記指向性スピーカから出力される前記音の無音区間を検出する無音区間検出部をさらに備え、
前記信号出力制御部は、前記無音区間検出部によって前記無音区間が検出された場合、前記ユーザが横たわっている方向に対して垂直な水平方向に沿って、前記指向性スピーカから所定の周波数を有する音声信号を出力させる、
請求項４記載の音響装置。
【請求項６】
過去に前記物体位置特定部によって測定された前記反射強度の履歴を記憶する履歴記憶部と、
前記履歴記憶部に記憶されている前記反射強度の履歴から前記反射強度の平均値を算出し、前記物体位置特定部によって位置が特定された前記物体の反射強度と、特定された前記物体の位置と同じ位置における前記反射強度の平均値との差が閾値以下である場合、前記物体は頻繁に移動させることがない物体であると判別する物体判別部と、
をさらに備える請求項３記載の音響装置。
【請求項７】
前記物体位置特定部によって特定された前記物体の範囲を除く範囲に前記音を出力するように、前記音の出力方向を制御する出力方向制御部をさらに備える、
請求項３記載の音響装置。
【請求項８】
前記物体位置特定部によって特定された前記物体の範囲を除く範囲に前記音を出力するように、前記音の出力範囲を制御する出力範囲制御部をさらに備える、
請求項３記載の音響装置。
【請求項９】
前記ユーザは、第１のユーザと、前記第１のユーザの近傍に横たわる第２のユーザとを含み、
前記指向性スピーカは、前記第１のユーザに向けて音を出力する第１の指向性スピーカと、前記第２のユーザに向けて音を出力する第２の指向性スピーカとを含み、
前記頭部位置検出部は、前記第１のユーザ及び前記第２のユーザの頭部の位置を検出し、
前記物体検出部は、前記第１のユーザ及び前記第２のユーザの頭部周辺に存在する、音を反射する物体を検出し、
前記通知部は、前記物体検出部によって前記第１のユーザの頭部周辺に前記物体が検出された場合、前記第１のユーザの頭部周辺に向かって、前記物体を前記第１のユーザの頭部周辺から取り除くよう促す第１の音声通知を前記第１の指向性スピーカから出力させ、前記物体検出部によって前記第２のユーザの頭部周辺に前記物体が検出された場合、前記第２のユーザの頭部周辺に向かって、前記物体を前記第２のユーザの頭部周辺から取り除くよう促す第２の音声通知を前記第２の指向性スピーカから出力させる、
請求項１〜８のいずれか１項に記載の音響装置。
【請求項１０】
横たわるユーザに向けて音を出力する音響装置と、
前記音響装置と通信可能に接続され、前記音響装置から前記音を出力するように遠隔制御する情報端末とを備え、
前記音響装置は、
前記ユーザの頭部の位置を検出する頭部位置検出部と、
前記ユーザの頭部周辺に存在する、音を反射する物体を検出する物体検出部と、
指向性を有する音を出力する指向性スピーカと、
前記物体検出部によって前記ユーザの頭部周辺に前記物体が検出された場合、前記ユーザの頭部周辺に向かって、前記物体を前記ユーザの頭部周辺から取り除くよう促す音声通知を前記指向性スピーカから出力させる通知部と、を備える、
音響システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、横たわるユーザに向けて音を出力する音響装置及び音響システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
家族等の複数の人が同じ寝室で就寝する場合、一の人が就寝時に通常のスピーカで音楽又は環境音（小川のせせらぎ又は雨音等）を聴きながら寝ようとすると、他の人、特に音の好みが異なる人の入眠の妨げになってしまう。また、一の人がイヤホンを使用すれば、周囲へ音は聞こえなくなるが、イヤホンの装着者が頭を動かすとイヤホンがずれたり外れたりするおそれがあり、また、イヤホンの装着者が横向きに寝ると枕と頭との間にイヤホンが挟まるおそれがあり、耳に圧迫感を感じて不快になるおそれがある。
【０００３】
例えば、特許文献１には、周囲の就寝者に音が聞こえにくくなるように、寝床に設定された空間の範囲を音響領域として音声又は音楽を発信する超指向性スピーカを備える就寝用指向性光源及び音源供給装置が開示されている。これにより、特許文献１では、就寝者の就寝時などにおいて、周囲の就寝者に迷惑をかけずにリラックスした環境で快適に就寝できる。
【０００４】
また、例えば、特許文献２には、物体までの距離と反射強度とを計測して、部屋の反射又は吸音の特性に合わせて指向性スピーカが放射する音響信号の向きを制御する音響再生装置が開示されている。これにより、特許文献２では、音を吸音する方向に指向性スピーカが放射する音響信号を向ければ、受聴領域を限定して音響信号を再生することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−２７３２９号公報
【特許文献２】特許第５４９８２７５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１では、超指向性スピーカによって発信された音が音響領域内に存在する物体によって反射された際の反射音が、周囲の就寝者に及ぼす影響については開示されていない。
【０００７】
また、特許文献２では、指向性スピーカによって放射された音響信号が受聴領域内に存在する物体によって反射された際の反射音が、周囲の聴取者に及ぼす影響については開示されていない。
【０００８】
本開示は、上記の問題を解決するためになされたもので、音を反射する物体をユーザの頭部周辺から取り除くよう促すことができる音響装置及び音響システムを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示の一態様に係る音響装置は、横たわるユーザに向けて音を出力する音響装置であって、前記ユーザの頭部の位置を検出する頭部位置検出部と、前記ユーザの頭部周辺に存在する、音を反射する物体を検出する物体検出部と、指向性を有する音を出力する指向性スピーカと、前記物体検出部によって前記ユーザの頭部周辺に前記物体が検出された場合、前記ユーザの頭部周辺に向かって、前記物体を前記ユーザの頭部周辺から取り除くよう促す音声通知を前記指向性スピーカから出力させる通知部と、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本開示によれば、音を反射する物体をユーザの頭部周辺から取り除くよう促すことができ、物体による音の反射を防止し、ユーザが聴取している音が、ユーザの近傍にいる他の人に聞こえないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】寝床に横たわる聴取者の動きと、出力範囲を広げた音を出力する指向性スピーカとを説明するための図である。
【図２】寝床に横たわる聴取者の動きと、出力範囲を狭めた音を出力する指向性スピーカとを説明するための図である。
【図３】本実施の形態１にかかる音響システムの全体構成を示す図である。
【図４】本実施の形態１における音響装置を正面から見た図である。
【図５】本実施の形態１における音響装置を下面から見た図である。
【図６】本実施の形態１における音響システムの構成を示すブロック図である。
【図７】センサ制御部による距離センサ及び超音波センサの測定処理を説明するための模式図である。
【図８】図７に示す測定対象の位置と高さとの関係を示す図である。
【図９】図７に示す測定対象の位置と反射強度との関係を示す図である。
【図１０】過去に測定された反射強度の平均値の一例を示す図である。
【図１１】第１の角度で音を出力する指向性スピーカを説明するための図である。
【図１２】第１の角度より大きい第２の角度で音を出力する指向性スピーカを説明するための図である。
【図１３】第２の角度より大きい第３の角度で音を出力する指向性スピーカを説明するための図である。
【図１４】本実施の形態１において、指向性スピーカの音の出力方向及び出力範囲を示す図である。
【図１５】本実施の形態１において、頭部の近傍に操作用端末のみが存在する例を説明するための図である。
【図１６】本実施の形態１において、頭部の近傍に操作用端末のみが存在し、かつ操作用端末が寝床に横たわっている２人の人物の間に存在する例を説明するための図である。
【図１７】本実施の形態１における音響システムの動作を説明するための第１のフローチャートである。
【図１８】本実施の形態１における音響システムの動作を説明するための第２のフローチャートである。
【図１９】本実施の形態１における音響システムの動作を説明するための第３のフローチャートである。
【図２０】本実施の形態１における音響システムの動作を説明するための第４のフローチャートである。
【図２１】本実施の形態１における音響システムの動作を説明するための第５のフローチャートである。
【図２２】センサ制御部による距離センサ及び超音波センサの測定処理を説明するための模式図である。
【図２３】図２２に示す測定対象の位置と高さとの関係を示す図である。
【図２４】図２２に示す測定対象の位置と反射強度との関係を示す図である。
【図２５】本実施の形態２にかかる音響システムの全体構成を示す図である。
【図２６】本実施の形態２における音響装置を正面から見た図である。
【図２７】本実施の形態２における音響装置を下面から見た図である。
【図２８】本実施の形態２における音響システムの構成を示すブロック図である。
【図２９】本実施の形態２における音響システムの動作を説明するための第１のフローチャートである。
【図３０】本実施の形態２における音響システムの動作を説明するための第２のフローチャートである。
【図３１】本実施の形態２における音響システムの動作を説明するための第３のフローチャートである。
【図３２】本実施の形態２における音響システムの動作を説明するための第４のフローチャートである。
【図３３】本実施の形態３における音響システムの構成を示すブロック図である。
【図３４】本実施の形態３における操作用端末の動作を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（本発明の基礎となった知見）
図１は、寝床に横たわる聴取者の動きと、出力範囲を広げた音を出力する指向性スピーカとを説明するための図であり、図２は、寝床に横たわる聴取者の動きと、出力範囲を狭めた音を出力する指向性スピーカとを説明するための図である。
【００１３】
図１に示すように、指向性スピーカ１１１１は、寝床１１０に横たわった聴取者１に向けて音を出力し、指向性スピーカ１１１２は、寝床１１０に横たわった聴取者２に向けて音を出力する。なお、指向性スピーカは、例えば、ホーン付スピーカ、超音波式パラメトリックスピーカ又はアレイ型スピーカ等であり、限られた範囲にのみ音を出力することができる。
【００１４】
ここで、指向性スピーカ１１１２によって、出力する音の方向と範囲とが制御される場合、横たわっている聴取者２が寝姿勢を変える等で寝床内を動ける範囲と、寝床にいる聴取者２に向けた音の範囲１２２とが同じ程度の広さであれば、聴取者２が寝姿勢を変えても頭部（耳）が音の範囲の中にあり、音楽等を途切れることなく聴くことができる。一方、聴取者１の頭部の周囲に物体１３１，１３２，１３３があり、指向性スピーカ１１１１から出力される音の範囲１２１が広い場合、出力された音は、物体１３１，１３２，１３３に当たって反射するおそれがある。特に、音を反射しやすい物体１３１，１３２，１３３が寝床１１０上又は寝床１１０の周囲にあると、聴取者１の隣で横たわっている聴取者２にとっては、物体１３１，１３２，１３３からの反射音が睡眠の妨げになりやすい。
【００１５】
また、図２に示すように、指向性スピーカ１１１１，１１１２からの音の範囲１２３，１２４を頭部の位置に合わせて狭めた場合、このような反射音を抑えることができる。しかしながら、音の範囲が狭いので寝姿勢を変えて頭部が動くと、音の範囲から外れてしまい音が聴こえにくくなってしまう。なお、自動で頭部の位置を測定して指向性スピーカの出力方向を追従させることも考えられるが、動いた頭部に指向性スピーカの出力方向を追従させるには、多少の時間がかかるので、音が途切れたように聞こえてしまう。
【００１６】
このような課題を解決するため、本開示の一態様に係る音響装置は、横たわるユーザに向けて音を出力する音響装置であって、前記ユーザの頭部の位置を検出する頭部位置検出部と、前記ユーザの頭部周辺に存在する、音を反射する物体を検出する物体検出部と、指向性を有する音を出力する指向性スピーカと、前記物体検出部によって前記ユーザの頭部周辺に前記物体が検出された場合、前記ユーザの頭部周辺に向かって、前記物体を前記ユーザの頭部周辺から取り除くよう促す音声通知を前記指向性スピーカから出力させる通知部と、を備える。
【００１７】
この構成によれば、ユーザの頭部の位置が検出される。ユーザの頭部周辺に存在する、音を反射する物体が検出される。ユーザの頭部周辺に物体が検出された場合、ユーザの頭部周辺に向かって、物体をユーザの頭部周辺から取り除くよう促す音声通知が指向性スピーカから出力される。
【００１８】
したがって、ユーザの頭部周辺に音を反射する物体が検出された場合、ユーザの頭部周辺に向かって、物体をユーザの頭部周辺から取り除くよう促す音声通知が指向性スピーカから出力されるので、音を反射する物体をユーザの頭部周辺から取り除くよう促すことができ、物体による音の反射を防止し、ユーザが聴取している音が、ユーザの近傍にいる他の人に聞こえないようにすることができる。
【００１９】
また、上記の音響装置において、前記頭部位置検出部は、対象物までの距離を計測する距離センサと、前記ユーザが横たわっている方向に対して垂直な水平方向に沿って、前記距離センサによる計測範囲を変化させる距離センサ制御部と、前記距離センサによって計測された前記対象物までの距離に基づいて、所定の基準面から前記対象物までの高さを算出し、算出した前記高さが閾値以上である前記対象物の位置を、前記ユーザの頭部の位置として特定する頭部位置特定部と、を含んでもよい。
【００２０】
この構成によれば、距離センサによって、対象物までの距離が計測される。ユーザが横たわっている方向に対して垂直な水平方向に沿って、距離センサによる計測範囲が変化される。距離センサによって計測された対象物までの距離に基づいて、所定の基準面から対象物までの高さが算出され、算出された高さが閾値以上である対象物の位置が、ユーザの頭部の位置として特定される。
【００２１】
したがって、横たわるユーザの頭部の位置を容易に検出することができる。
【００２２】
また、上記の音響装置において、前記物体検出部は、超音波を対象物に向けて発信するとともに、前記対象物からの反射波を受信する超音波センサと、前記ユーザが横たわっている方向に対して垂直な水平方向に沿って、前記超音波センサの発信方向を変化させる超音波センサ制御部と、前記超音波センサによって受信された前記反射波の反射強度を測定し、前記反射強度が閾値以上である前記対象物の位置を、前記物体の位置として特定する物体位置特定部と、を含んでもよい。
【００２３】
この構成によれば、超音波センサによって、超音波が対象物に向けて発信されるとともに、対象物からの反射波が受信される。ユーザが横たわっている方向に対して垂直な水平方向に沿って、超音波センサの発信方向が変化される。超音波センサによって受信された反射波の反射強度が測定され、反射強度が閾値以上である対象物の位置が、物体の位置として特定される。
【００２４】
したがって、ユーザの頭部周囲に存在する、音を反射する物体を容易に検出することができる。
【００２５】
また、上記の音響装置において、前記ユーザが横たわっている方向に対して垂直な水平方向に沿って、前記指向性スピーカから所定の周波数を有する音声信号を出力させる信号出力制御部と、前記音響装置を遠隔操作する情報端末から、前記音声信号に対する応答である応答信号を受信する受信部と、前記受信部によって前記応答信号が受信された際の前記指向性スピーカの前記音声信号の出力方向に基づいて前記情報端末の位置を特定する端末位置特定部と、をさらに備え、前記通知部は、前記物体位置特定部によって特定された前記物体の位置と、前記端末位置特定部によって特定された前記情報端末の位置とが一致する場合、前記音声通知を出力しなくてもよい。
【００２６】
この構成によれば、ユーザが横たわっている方向に対して垂直な水平方向に沿って、指向性スピーカから所定の周波数を有する音声信号が出力される。音響装置を遠隔操作する情報端末から、音声信号に対する応答である応答信号が受信された場合、応答信号が受信された際の指向性スピーカの音声信号の出力方向に基づいて情報端末の位置が特定される。特定された物体の位置と、特定された情報端末の位置とが一致する場合、音声通知が出力されない。
【００２７】
したがって、ユーザの頭部周辺に音を反射する物体が存在したとしても、当該物体が音響装置を遠隔操作する情報端末である場合、物体をユーザの頭部周辺から取り除くよう促す音声通知が出力されないので、ユーザの頭部周辺に情報端末を置いておくことができ、ユーザの利便性を損なうことがない。
【００２８】
また、上記の音響装置において、前記指向性スピーカから出力される前記音の無音区間を検出する無音区間検出部をさらに備え、前記信号出力制御部は、前記無音区間検出部によって前記無音区間が検出された場合、前記ユーザが横たわっている方向に対して垂直な水平方向に沿って、前記指向性スピーカから所定の周波数を有する音声信号を出力させてもよい。
【００２９】
この構成によれば、指向性スピーカから出力される音の無音区間が検出された場合、ユーザが横たわっている方向に対して垂直な水平方向に沿って、指向性スピーカから所定の周波数を有する音声信号が出力される。
【００３０】
したがって、ユーザが聴取している音の出力を妨げることなく、情報端末がユーザの頭部周辺に存在するか否かを確認するための音声信号を出力することができる。
【００３１】
また、上記の音響装置において、過去に前記物体位置特定部によって測定された前記反射強度の履歴を記憶する履歴記憶部と、前記履歴記憶部に記憶されている前記反射強度の履歴から前記反射強度の平均値を算出し、前記物体位置特定部によって位置が特定された前記物体の反射強度と、特定された前記物体の位置と同じ位置における前記反射強度の平均値との差が閾値以下である場合、前記物体は頻繁に移動させることがない物体であると判別する物体判別部と、をさらに備えてもよい。
【００３２】
この構成によれば、過去に測定された反射強度の履歴が履歴記憶部に記憶される。履歴記憶部に記憶されている反射強度の履歴から反射強度の平均値が算出され、位置が特定された物体の反射強度と、特定された物体の位置と同じ位置における反射強度の平均値との差が閾値以下である場合、物体は頻繁に移動させることがない物体であると判別される。
【００３３】
したがって、テーブル又は壁などの頻繁に移動させることがない物体を判別することができ、判別結果に応じて音声通知の内容を変更することができる。
【００３４】
また、上記の音響装置において、前記物体位置特定部によって特定された前記物体の範囲を除く範囲に前記音を出力するように、前記音の出力方向を制御する出力方向制御部をさらに備えてもよい。
【００３５】
この構成によれば、特定された物体の範囲を除く範囲に音を出力するように、音の出力方向が制御されるので、物体から音が反射するのを防止することができる。
【００３６】
また、上記の音響装置において、前記物体位置特定部によって特定された前記物体の範囲を除く範囲に前記音を出力するように、前記音の出力範囲を制御する出力範囲制御部をさらに備えてもよい。
【００３７】
この構成によれば、特定された物体の範囲を除く範囲に音を出力するように、音の出力範囲が制御されるので、物体から音が反射するのを防止することができる。
【００３８】
また、上記の音響装置において、前記ユーザは、第１のユーザと、前記第１のユーザの近傍に横たわる第２のユーザとを含み、前記指向性スピーカは、前記第１のユーザに向けて音を出力する第１の指向性スピーカと、前記第２のユーザに向けて音を出力する第２の指向性スピーカとを含み、前記頭部位置検出部は、前記第１のユーザ及び前記第２のユーザの頭部の位置を検出し、前記物体検出部は、前記第１のユーザ及び前記第２のユーザの頭部周辺に存在する、音を反射する物体を検出し、前記通知部は、前記物体検出部によって前記第１のユーザの頭部周辺に前記物体が検出された場合、前記第１のユーザの頭部周辺に向かって、前記物体を前記第１のユーザの頭部周辺から取り除くよう促す第１の音声通知を前記第１の指向性スピーカから出力させ、前記物体検出部によって前記第２のユーザの頭部周辺に前記物体が検出された場合、前記第２のユーザの頭部周辺に向かって、前記物体を前記第２のユーザの頭部周辺から取り除くよう促す第２の音声通知を前記第２の指向性スピーカから出力させてもよい。
【００３９】
この構成によれば、ユーザは、第１のユーザと、第１のユーザの近傍に横たわる第２のユーザとを含む。指向性スピーカは、第１のユーザに向けて音を出力する第１の指向性スピーカと、第２のユーザに向けて音を出力する第２の指向性スピーカとを含む。第１のユーザ及び第２のユーザの頭部の位置が検出される。第１のユーザ及び第２のユーザの頭部周辺に存在する、音を反射する物体が検出される。第１のユーザの頭部周辺に物体が検出された場合、第１のユーザの頭部周辺に向かって、物体を第１のユーザの頭部周辺から取り除くよう促す第１の音声通知が第１の指向性スピーカから出力される。また、第２のユーザの頭部周辺に物体が検出された場合、第２のユーザの頭部周辺に向かって、物体を第２のユーザの頭部周辺から取り除くよう促す第２の音声通知が第２の指向性スピーカから出力される。
【００４０】
したがって、第１のユーザ及び第２のユーザのそれぞれに対して、物体を頭部周辺から取り除くよう促すことができ、物体による音の反射を防止し、第１のユーザが聴取している音が、第２のユーザに聞こえないようにすることができ、第２のユーザが聴取している音が、第１のユーザに聞こえないようにすることができる。
【００４１】
本開示の他の態様に係る音響システムは、横たわるユーザに向けて音を出力する音響装置と、前記音響装置と通信可能に接続され、前記音響装置から前記音を出力するように遠隔制御する情報端末とを備え、前記音響装置は、前記ユーザの頭部の位置を検出する頭部位置検出部と、前記ユーザの頭部周辺に存在する、音を反射する物体を検出する物体検出部と、指向性を有する音を出力する指向性スピーカと、前記物体検出部によって前記ユーザの頭部周辺に前記物体が検出された場合、前記ユーザの頭部周辺に向かって、前記物体を前記ユーザの頭部周辺から取り除くよう促す音声通知を前記指向性スピーカから出力させる通知部と、を備える。
【００４２】
この構成によれば、ユーザの頭部の位置が検出される。ユーザの頭部周辺に存在する、音を反射する物体が検出される。ユーザの頭部周辺に物体が検出された場合、ユーザの頭部周辺に向かって、物体をユーザの頭部周辺から取り除くよう促す音声通知が指向性スピーカから出力される。
【００４３】
したがって、ユーザの頭部周辺に音を反射する物体が検出された場合、ユーザの頭部周辺に向かって、物体をユーザの頭部周辺から取り除くよう促す音声通知が指向性スピーカから出力されるので、音を反射する物体をユーザの頭部周辺から取り除くよう促すことができ、物体による音の反射を防止し、ユーザが聴取している音が、ユーザの近傍にいる他の人に聞こえないようにすることができる。
【００４４】
以下に、本開示の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施の形態は、本開示を具体化した一例であって、本開示の技術的範囲を限定するものではない。
【００４５】
（実施の形態１）
図３は、本実施の形態１にかかる音響システムの全体構成を示す図である。寝床１１０の上には聴取者１が横たわっており、聴取者１の隣には家族等の他の人２が横たわっている。音響装置１００は、寝床１１０上に聴取者１が横たわった際に、聴取者（ユーザ）１の頭部の上側に配置されるように壁に取り付けられている。音響装置１００は、指向性スピーカ１０１及びセンサボックス１０３を備える。指向性スピーカ１０１は、聴取者１に向けて音を出力する。センサボックス１０３は、後述する距離センサ及び超音波センサを備える。
【００４６】
指向性スピーカ１０１から出力される音楽等の再生、停止及び楽曲選択などの音響の操作は、操作用端末２０１によって行われる。指向性スピーカ１０１で音の出力方向及び出力範囲を聴取者の周囲に限定することで、音の広がりを抑えて隣で寝ている人２の就寝の妨げにならないようにする。
【００４７】
なお、操作用端末２０１は、音響装置１００を操作するためのアプリケーションをインストールした携帯電話、スマートホン又はタブレット型コンピュータであり、音響装置１００専用のリモートコントローラであってもよい。
【００４８】
指向性スピーカ１０１は、例えば、パラメトリックスピーカであり、超音波を搬送波として可聴音を送出することで、限られた範囲に音を出力する。複数の超音波発信素子を平面に並べてアレイを構成すると、超音波の直進性が高められ、指向性が非常に鋭くなる。パラメトリックスピーカは、指向性が高いので「音のビーム」、又は光が直進する性質に例えて「音のスポットライト」と呼ばれることもある。
【００４９】
また、音響装置１００は、頭部位置検出部１１１、物体検出部１１２及び通知部１１３を備える。頭部位置検出部１１１は、ユーザの頭部の位置を検出する。物体検出部１１２は、ユーザの頭部周辺に存在する、音を反射する物体を検出する。通知部１１３は、物体検出部１１２によってユーザの頭部周辺に物体が検出された場合、ユーザの頭部周辺に向かって、物体をユーザの頭部周辺から取り除くよう促す音声通知を指向性スピーカ１０１から出力させる。
【００５０】
図４は、本実施の形態１における音響装置を正面から見た図であり、図５は、本実施の形態１における音響装置を下面から見た図である。
【００５１】
指向性スピーカ１０１は、下向きに配置された超音波発信素子アレイ１０１３を備える。超音波発信素子アレイ１０１３は、複数の超音波発信素子で構成され、例えば、左右方向に２０個の超音波発信素子が設けられ、前後方向に４個の超音波発信素子が設けられている。指向性スピーカ１０１及びセンサボックス１０３は、それぞれ壁面に対して垂直に設けられた回転軸１０１１，１０２１，１０３１でサーボモータ１０１２，１０３２に接続されており、サーボモータ１０１２，１０３２の駆動によって向きを変えることができる。
【００５２】
センサボックス１０３は、下向きに配置された距離センサ１０４及び超音波センサ１０５を備える。距離センサ１０４は、レーザ光を対象へ照射してから、照射したレーザ光が対象で反射して戻ってくるまでの時間により対象までの距離を計測する。距離センサ１０４は、レーザ光を出射するレーザ発光素子１０４１と、対象によって反射されたレーザ光を受光するレーザ受光素子１０４２とを備える。なお、距離センサ１０４は、レーザ光ではなく、超音波を用いてもよく、超音波が対象に反射して戻ってくるまでの時間により同様に対象までの距離を計測することができる。
【００５３】
超音波センサ１０５は、超音波を対象へ向けて発信し、発信した超音波が対象で反射して戻ってきた反射波の減衰により反射強度を計測する。超音波センサ１０５は、超音波を発信する超音波発信素子１０５１と、対象によって反射された超音波（反射波）を受信する超音波受信素子１０５２とを備える。プラスチック、木材及び壁材等では反射波の減衰は小さく、ふとん及び枕等の寝具並びに布では反射波の減衰は大きい。超音波センサ１０５は、反射時における超音波の減衰だけではなく、超音波の送信距離による減衰も加味することで、より高精度に反射強度を計測する。送信距離は、超音波を発信してから、反射波を受信するまでの時間により計測される。もしくは、超音波センサ１０５は、距離センサ１０４により計測された距離を送信距離として使用してもよい。
【００５４】
図６は、本実施の形態１における音響システムの構成を示すブロック図である。音響システムは、音響装置１００と、操作用端末２０１とを備える。
【００５５】
音響装置１００は、センサ制御部１１、反射強度測定部１２、位置測定部１３、物体判別部１４、指向性音響再生部１５、端末検出部１６、通信部１７、通知部１８、記憶部１９、操作部２０、距離センサ１０４及び超音波センサ１０５を備える。
【００５６】
なお、センサ制御部１１、位置測定部１３及び距離センサ１０４が、図３に示す頭部位置検出部１１１に相当し、センサ制御部１１、反射強度測定部１２及び超音波センサ１０５が、図３に示す物体検出部１１２に相当し、通知部１８が、図３に示す通知部１１３に相当する。
【００５７】
センサ制御部１１は、サーボモータ１０３２を駆動させて距離センサ１０４の測定方向を制御する。
【００５８】
図７は、センサ制御部による距離センサ及び超音波センサの測定処理を説明するための模式図であり、図８は、図７に示す測定対象の位置と高さとの関係を示す図である。なお、図８において、縦軸は、床面からの高さを示し、横軸は、距離センサ１０４の位置を原点とする水平方向の距離を示す。
【００５９】
センサ制御部１１は、ユーザが横たわっている方向に対して垂直な水平方向に沿って、距離センサ１０４による計測範囲を変化させる。センサ制御部１１は、例えば、音響装置１００の下方に位置する寝床１１０を含む測定範囲として、図７に示すような３０°〜１５０°の間を、ステップ角０．５°ごとに距離センサ１０４の測定方向を変えながら、各測定方向で距離センサ１０４を作動させる。
【００６０】
距離センサ１０４は、各測定方向の距離を取得する。距離センサ１０４は、対象物までの距離を計測する。なお、以下の説明では、所定の角度範囲内を所定の角度毎にセンサにより測定する処理を走査とも記述する。
【００６１】
位置測定部１３は、距離センサ１０４によって計測された対象物までの距離に基づいて、所定の基準面から対象物までの高さを算出し、算出した高さが閾値以上である対象物の位置を、ユーザの頭部の位置として特定する。なお、所定の基準面は、例えば床面である。位置測定部１３は、頭部の位置及び頭部周辺にある物体の位置を測定する。位置測定部１３は、図８に示すような、身体の横方向の１次元位置に対する高さのデータを生成する。位置測定部１３は、距離センサ１０４の測定方向の角度と、測定された距離とに基づいて、三角関数を用いて幾何学的に１次元位置に変換する。図８において、位置測定部１３は、閾値以上の高さが検出された位置を頭部の位置と判断する。
【００６２】
図８において、音響装置１００から鉛直方向に延びる直線と床面との交点が原点（０，０）である。距離センサ１０４から頭部までの距離をＬとし、床面から距離センサ１０４までの高さをＫとし、距離センサ１０４から頭部へ向かう方向と水平方向との角度をθとすると、床面から頭部までの高さｙは、Ｋ−Ｌｓｉｎθで表され、原点から頭部までの距離ｘは、Ｌｃｏｓθで表される。なお、位置測定部１３は、床面から距離センサ１０４までの高さＫを予め記憶している。
【００６３】
なお、閾値以上の高さが検出された位置が複数ある場合は、位置測定部１３は、例えば、検出された複数の位置のうち、音響装置１００に最も近い位置を頭部の位置と判断する。また、閾値以上の高さが検出された位置が複数あり、検出された複数の位置が音響装置１００から等距離にある場合は、位置測定部１３は、例えば、音響装置１００の左側で検出された位置と、音響装置１００の右側で検出された位置とのうちのいずれを頭部の位置と判断するのかを事前に決定する。図８では、音響装置１００の右側で検出された閾値以上の高さの位置が、頭部の位置と判断されている。このような処理により、位置測定部１３は、頭部の位置を取得する。
【００６４】
また、センサ制御部１１は、サーボモータ１０３２を駆動させて超音波センサ１０５の測定方向を制御する。なお、距離センサ１０４と超音波センサ１０５とは、同一のセンサボックス１０３内に格納されているので、センサ制御部１１は、センサボックス１０３の角度を変化させることにより、距離センサ１０４及び超音波センサ１０５の測定方向を同時に変化させる。
【００６５】
センサ制御部１１は、ユーザが横たわっている方向に対して垂直な水平方向に沿って、超音波センサ１０５の発信方向を変化させる。センサ制御部１１は、例えば、音響装置１００の下方に位置する寝床１１０を含む範囲として、図７に示すような３０°〜１５０°の間を、ステップ角０．５°ごとに超音波センサ１０５の測定方向を変えながら、各測定方向で超音波センサ１０５を作動させる。
【００６６】
超音波センサ１０５は、超音波を対象物に向けて発信するとともに、対象物からの反射波を受信する。超音波センサ１０５は、各測定方向へ超音波を送出し反射波を検出し、距離センサ１０４と同様の走査により、各測定方向における反射強度を取得する。
【００６７】
図９は、図７に示す測定対象の位置と反射強度との関係を示す図である。なお、図９において、縦軸は、反射強度を示し、横軸は、超音波センサ１０５の位置を原点とする水平方向の距離を示す。
【００６８】
反射強度測定部１２は、超音波センサ１０５によって受信された反射波の反射強度を測定し、反射強度が閾値以上である対象物の位置を、音を反射する物体の位置として特定する。反射強度測定部１２は、寝床を超音波センサ１０５から出力される超音波で走査することで集められた各測定方向の反射強度を用いて、図９に示すような、身体の横方向の１次元位置に対する反射強度のデータを生成する。反射強度測定部１２は、超音波センサ１０５の測定方向の角度と、測定された距離とに基づいて、三角関数を用いて幾何学的に１次元位置に変換する。
【００６９】
このようなデータにより、反射強度測定部１２は、寝床上の聴取者の頭部の横方向に存在する物体の反射強度及び位置を取得する。
【００７０】
反射強度測定部１２は、測定した物体からの反射強度及び物体の位置を記憶部１９に記憶する。
【００７１】
記憶部１９は、過去に反射強度測定部１２によって測定された物体からの反射強度及び物体の位置の履歴を記憶する。
【００７２】
物体判別部１４は、記憶部１９に記憶されている反射強度の履歴から反射強度の平均値を算出し、反射強度測定部１２によって位置が特定された物体の反射強度と、特定された物体の位置と同じ位置における反射強度の平均値との差が所定値以下である場合、物体は頻繁に移動させることがない物体であると判別する。
【００７３】
物体判別部１４は、例えば、頭部の位置から横方向に±５０ｃｍの範囲内で（図９に例示）、反射強度が閾値以上の物体の位置及び当該物体の反射強度を、記憶部１９に記憶されている過去の反射強度の履歴の平均値と比較することにより、対象の物体が、枕元に置かれた本、操作用端末、携帯電話又は家電リモコン等の位置が変わりやすい物体（以下、動物体と記述する）と、部屋の壁又は寝具の傍に置かれたサイドテーブル等の位置が変わり難い物体（以下、静物体と記述する）とのうちのいずれであるかを判別する。物体判別部１４は、反射強度測定部１２によって測定された反射強度が閾値以上である物体の反射強度と、当該物体と同じ位置における過去の反射強度の平均値との差を算出し、算出した差が所定値以下である場合は静物体と判別し、算出した差が所定値を越える場合は動物体と判別する。
【００７４】
図１０は、過去に測定された反射強度の平均値の一例を示す図である。物体判別部１４は、記憶部１９に記憶されている反射強度の履歴から反射強度の平均値を算出する。図１０に示すように、動物体は、常に同じ位置に存在するとは限らないので、反射強度測定部１２によって測定された動物体の反射強度は、当該動物体と同じ位置における反射強度の平均値より高くなる。一方、静物体は、常に同じ位置に存在するので、反射強度測定部１２によって測定された静物体の反射強度は、当該静物体と同じ位置における反射強度の平均値と同じ値となる。
【００７５】
指向性音響再生部１５は、スピーカ制御部２１と指向性スピーカ１０１とを備える。
【００７６】
スピーカ制御部２１は、サーボモータ１０１２を駆動することにより指向性スピーカ１０１の音の送出方向を制御するとともに、音の送出範囲を制御する。指向性スピーカ１０１が出力する音の範囲を制御する方法としては、例えば、超音波発信素子アレイのうち、発振させる超音波発信素子の数を増減させる。
【００７７】
図１１は、第１の角度で音を出力する指向性スピーカを説明するための図であり、図１２は、第１の角度より大きい第２の角度で音を出力する指向性スピーカを説明するための図であり、図１３は、第２の角度より大きい第３の角度で音を出力する指向性スピーカを説明するための図である。図１１〜図１３では、指向性スピーカ１０１の下面と前面とを図示している。
【００７８】
指向性スピーカ１０１は、例えば２０×４個の超音波発信素子を備える。図１１〜図１３において、黒丸及び白丸は、超音波発信素子を表しており、黒丸は、発振させる超音波発信素子を表し、白丸は、発振させない超音波発信素子を表している。
【００７９】
図１３に示すように、超音波発信素子アレイの密度が下がり、重なり合う超音波が減少すると、超音波の指向性が弱まり、指向性スピーカ全体として出力される音の範囲が広がる。この時、超音波発信素子の減少によりスピーカ全体の音量が下がるので、発振させる超音波発信素子の個々の出力を上げることにより、スピーカ全体の音量を補う。
【００８０】
反対に、図１１に示すように、８０個全ての超音波発信素子を発振させた場合、最もアレイの密度が高くなり、出力される音の範囲が最も狭まる。
【００８１】
図１１に示すように、例えば、全ての超音波発信素子を発振させた場合、出力範囲の角度αは、５度となる。また、図１２に示すように、例えば、中央の４０個の超音波発信素子を発振させた場合、出力範囲の角度αは、１０度となる。さらに、図１３に示すように、例えば、中央の２０個の超音波発信素子を発振させた場合、出力範囲の角度αは、２０度となる。
【００８２】
なお、発振する超音波発信素子の数を増減させる以外にも、スピーカ口に取り付けたホーンの開口部を広げたり、狭めたりするような機構を備えた可変型ホーンにより、指向性スピーカ１０１の音の出力範囲を制御してもよい。また、スピーカ制御部２１は、音源の再生を開始するとともに、音源の再生を停止するように、指向性スピーカ１０１を制御する。
【００８３】
このように、スピーカ制御部２１は、位置測定部１３及び反射強度測定部１２で取得した頭部の位置、物体の位置及び物体の反射強度を使用して、指向性スピーカ１０１の音の出力方向及び出力範囲を制御する。
【００８４】
スピーカ制御部２１は、反射強度測定部１２によって特定された物体の範囲を除く範囲に音を出力するように、音の出力方向を制御する。また、スピーカ制御部２１は、反射強度測定部１２によって特定された物体の範囲を除く範囲に音を出力するように、音の出力範囲（出力方向に対する角度）を制御する。
【００８５】
図１４は、本実施の形態１において、指向性スピーカの音の出力方向及び出力範囲を示す図である。例えば、図１４に示すように、スピーカ制御部２１は、指向性スピーカ１０１の出力範囲１２５内に聴取者１の頭部が含まれると同時に、指向性スピーカ１０１の出力範囲１２５が反射強度の大きい物体に及ばないように（反射強度の小さい範囲に対して音を出力するように）制御する。
【００８６】
端末検出部１６は、操作用端末２０１が頭部の近傍にあるか否かを検出する際に、指向性スピーカ１０１の音の出力範囲を前述した方法により最も狭くし（例えば、図１１の中心角５°の出力範囲）、操作用端末２０１のマイクによって検出可能な信号音を出力し、頭部周辺を信号音で走査する。例えば、端末検出部１６は、人の耳には聞こえにくい高音（例えば、周波数１９ｋＨｚ）の信号音を一定周期（例えば、３秒間隔で３秒間）で出力する。頭部周辺の走査については、超音波センサ１０５又は距離センサ１０４の走査と同様に、スピーカ制御部２１は、サーボモータ１０１２を駆動することにより所定のステップ角ごとに指向性スピーカ１０１の出力方向を変えながら、各出力方向で信号音を出力させる。
【００８７】
すなわち、スピーカ制御部２１は、ユーザが横たわっている方向に対して垂直な水平方向に沿って、指向性スピーカ１０１から所定の周波数を有する音声信号を出力させる。
【００８８】
通信部１７は、音響装置１００と通信可能に接続された操作用端末２０１から、信号音に対する応答である応答情報を受信する。端末検出部１６は、通信部１７によって応答情報が受信された際の指向性スピーカ１０１の信号音の出力方向に基づいて操作用端末２０１の位置を特定する。端末検出部１６は、操作用端末２０１からの応答情報を受信したか否かを判断することにより、各出力方向における操作用端末２０１の有無を取得する。
【００８９】
端末検出部１６は、指向性スピーカ１０１から端末検出用の信号音を出力し、信号音に対する操作用端末２０１からの応答情報に応じて、頭部周辺にある物体に特定の操作用端末２０１が含まれるか否かを検出する。具体的には、端末検出部１６は、前述した方法で、指向性スピーカ１０１からの端末検出用の信号音（一定周期の高音）で所定の範囲を走査することにより端末側からの応答情報を待ち、操作用端末２０１の有無を取得する。ここで、端末検出部１６は、走査する範囲を、位置測定部１３が取得した頭部の位置の周辺（例えば、頭部の位置から±４０ｃｍの範囲）に限定することで走査にかかる時間及び処理量を抑えることができる。
【００９０】
操作用端末２０１から応答情報を受信した場合は、端末検出部１６は、応答情報を受信したときの指向性スピーカ１０１の出力方向から、操作用端末２０１の頭部の横方向の１次元位置を算出する。端末検出部１６は、算出された操作用端末２０１の位置と、反射強度測定部１２が取得した物体の位置とを比較し、例えば、操作用端末２０１の位置の±１０ｃｍの範囲内に閾値以上の反射強度の物体がある場合に、操作用端末２０１に対応する物体があると判断し、頭部近くにある操作用端末２０１の位置として確定させる。
【００９１】
このように、指向性スピーカ１０１から端末検出用の信号音を出力することで、操作用端末の有無を判断するとともに、操作用端末の位置を取得し、頭部の近くに操作用端末があるか否かがわかる。
【００９２】
通知部１８は、ユーザの頭部周辺に物体が検出された場合、ユーザの頭部周辺に向かって、物体をユーザの頭部周辺から取り除くよう促す音声通知を指向性スピーカ１０１から出力させる。また、通知部１８は、反射強度測定部１２によって特定された物体の位置と、端末検出部１６によって特定された操作用端末２０１の位置とが一致する場合、音声通知を出力しない。
【００９３】
通知部１８は、操作用端末２０１以外に、反射強度の大きい物体が頭部周辺にある場合に、その物体を取り除くように指向性スピーカ１０１から寝床上にいる聴取者へ通知する。図１４に示すように、端末検出部１６による操作用端末の有無の判断及び反射強度測定部１２で取得された物体の位置により、頭部近くに操作用端末以外の物体がある場合は、通知部１８は、物体から周囲への音の反射を抑えるために、物体を取り除くように寝床にいる聴取者へ指向性スピーカ１０１から音声通知を出力する。
【００９４】
ここで、通知部１８は、物体判別部１４によって判別された物体の種別が動物体及び静物体のいずれであるかによって、通知内容を切り替える。例えば、動物体は枕元に置かれることが多いと考えられる。そのため、通知部１８は、物体判別部１４によって判別された物体の種別が動物体である場合、「音が周りに広がるので枕の近くを片付けて下さい」等の音声通知を出力する。また、静物体は寝床の傍のサイドテーブル又は部屋の壁である可能性が高く、移動するのが難しい。そのため、通知部１８は、物体判別部１４によって判別された物体の種別が静物体である場合、「音が回りに広がるので壁又はテーブルが近くにある場合は離れて下さい」等の音声通知を出力する。これにより、寝床にいる聴取者へ、音の反射を抑える環境の作成を促す。
【００９５】
図１５は、本実施の形態１において、頭部の近傍に操作用端末のみが存在する例を説明するための図であり、図１６は、本実施の形態１において、頭部の近傍に操作用端末のみが存在し、かつ操作用端末が寝床に横たわっている２人の人物の間に存在する例を説明するための図である。
【００９６】
図１５に示すように、端末検出部１６での判断により、頭部の近くに操作用端末２０１のみが存在する場合に、操作用端末２０１を頭部の近傍から取り除くよう促す通知が行われ、操作用端末２０１が聴取者１から離れた場所に片付けられてしまうと、音響装置１００の操作が不便になる。そこで、通知部１８は、頭部の近くに操作用端末２０１のみが存在する場合、音声通知を出力しない。
【００９７】
また、図１６に示すように、操作用端末２０１が聴取者１の隣にいる人２の近傍に存在する場合、隣にいる人２への反射音をさらに減らすために、頭部の近くに操作用端末２０１のみが存在する場合であっても、通知部１８は、「コントローラ（操作用端末を指す）を隣の人の反対側へ移して下さい」等の音声通知を出力してもよい。このように、聴取者１の隣にいる人２から遠い側へ操作用端末２０１を移すように促すことで、操作用端末２０１による反射音の反射を、聴取者１の隣にいる人２にとって聞き取りにくくすることができる。
【００９８】
また、通信部１７は、音響装置１００に対する操作指示を操作用端末２０１から受信する。例えば、通信部１７は、音源データを再生するための操作指示と、再生すべき音源データとを操作用端末２０１から受信する。
【００９９】
操作部２０は、通信部１７によって受信された操作指示に応じて指向性音響再生部１５を操作する。操作指示が、音源データを再生するための操作指示である場合、操作部２０は、受信した音源データを指向性音響再生部１５へ出力し、指向性スピーカ１０１から音声データを出力させる。
【０１００】
また、操作部２０は、指向性スピーカ１０１から出力される音の無音区間を検出する。スピーカ制御部２１は、操作部２０によって無音区間が検出された場合、ユーザが横たわっている方向に対して垂直な水平方向に沿って、指向性スピーカ１０１から所定の周波数を有する音声信号を出力させる。
【０１０１】
操作用端末２０１は、マイク３１、応答部３２、通信部３３、音源記憶部３４及び操作入力部３５を備える。
【０１０２】
マイク３１は、音響装置１００によって送信された端末検出用の信号音を取得する。応答部３２は、マイク３１によって信号音が受信された場合、応答情報を作成し、作成した応答情報を、通信部３３を介して音響装置１００へ送信する。音源記憶部３４は、音響装置１００によって再生される音源データを記憶する。
【０１０３】
操作入力部３５は、ユーザによる音響装置１００に対する操作を受け付ける。操作入力部３５は、音源記憶部３４に記憶されている音源データの中から再生する音源データのユーザによる選択を受け付ける。操作入力部３５は、選択された音源データを再生するための操作指示を、通信部３３を介して音響装置１００へ送信する。
【０１０４】
通信部３３は、応答部３２によって作成された応答情報を音響装置１００へ送信する。また、通信部３３は、操作入力部３５からの操作指示を音響装置１００へ送信する。なお、操作指示が、音源データを再生するための操作指示である場合、通信部３３は、操作指示とともに音源データを音響装置１００へ送信する。
【０１０５】
本実施の形態１では、音源データは操作用端末２０１に記憶されているが、本開示は特にこれに限定されず、音源データは、音響装置１００及び操作用端末２０１とネットワークを介して通信可能なサーバに記憶されていてもよい。この場合、操作用端末２０１は、サーバに記憶されている音源データの選択を受け付け、受け付けた音源データを識別するための音源識別情報を音響装置１００へ送信する。音響装置１００は、受信した音源識別情報に対応する音源データをサーバから受信する。なお、操作用端末２０１は、サーバに記憶されている音源データの選択を受け付け、受け付けた音源データをサーバから受信し、受信した音源データを操作指示とともに音響装置１００へ送信してもよい。
【０１０６】
続いて、本実施の形態１における音響システムの動作について説明する。
【０１０７】
図１７は、本実施の形態１における音響システムの動作を説明するための第１のフローチャートであり、図１８は、本実施の形態１における音響システムの動作を説明するための第２のフローチャートであり、図１９は、本実施の形態１における音響システムの動作を説明するための第３のフローチャートであり、図２０は、本実施の形態１における音響システムの動作を説明するための第４のフローチャートであり、図２１は、本実施の形態１における音響システムの動作を説明するための第５のフローチャートである。
【０１０８】
まず、動作が開始される（音響装置１００の電源がオンされる）と、位置測定部１３は、寝床上を距離センサ１０４から出力されるレーザ光で走査し、各測定方向における対象物までの距離を取得する（ステップＳ１）。位置測定部１３は、図８に示すような、身体の横方向の１次元位置に対する高さのデータを生成する。
【０１０９】
具体的には、図７に示すように、位置測定部１３は、ある方向で取得した対象物までの距離Ｌと、距離Ｌを取得した時の距離センサ１０４の角度θの三角関数とを用いて、対象物のｘ座標（身体の横方向の１次元位置）とｙ座標（高さ）とを算出する。位置測定部１３は、ｘ座標及びｙ座標の算出を走査時の各方向について繰り返し行い、図８に示すようなｘ座標及びｙ座標のデータを得る。
【０１１０】
次に、位置測定部１３は、高さが閾値以上である対象物が存在するか否かを判断する（ステップＳ２）。なお、閾値は、操作用端末２０１から事前に設定される。また、事前に閾値が設定された後、位置測定部１３は、頭部の検出を複数回繰り返し、頭部と判断した場合の高さの履歴を保存し、頭部の高さの平均値を算出し、頭部と判断しなかった場合の高さの履歴を保存し、寝床の高さの平均値を算出し、頭部の高さの平均値と寝床の高さの平均値との中間値を閾値として設定してもよい。また、位置測定部１３は、取得した頭部の位置を記憶部１９へ格納する。
【０１１１】
ここで、高さが閾値以上である対象物が存在しないと判断された場合（ステップＳ２でＮＯ）、位置測定部１３は、頭部がないと判断し（ステップＳ３）、ステップＳ１の処理へ戻る。
【０１１２】
一方、高さが閾値以上である対象物が存在すると判断された場合（ステップＳ２でＹＥＳ）、位置測定部１３は、頭部があると判断し、高さが閾値以上である対象物の位置を頭部の位置として記憶部１９に記憶する（ステップＳ４）。
【０１１３】
次に、反射強度測定部１２は、寝床上を超音波センサ１０５から発振される超音波で走査し、各測定方向における反射強度を取得する（ステップＳ５）。反射強度測定部１２は、図９に示すような、身体の横方向の１次元位置に対する反射強度のデータを生成する。
【０１１４】
反射強度測定部１２の具体的な動作は、位置測定部１３と同様である。図７に示すように、反射強度測定部１２は、ある方向で反射強度ｒを取得し、反射強度ｒを取得した時の超音波センサ１０５の角度θと同じ角度で位置測定部１３によって取得された距離Ｌを記憶部１９から取得する。反射強度測定部１２は、距離Ｌと角度θの三角関数とを用いて、対象物のｘ座標（身体の横方向の１次元位置）を算出する。反射強度測定部１２は、反射強度ｒの取得とｘ座標の算出とを走査時の各方向について繰り返し行い、図９に示すようなｘ座標及び反射強度ｒのデータを得る。
【０１１５】
次に、物体判別部１４は、頭部の位置から所定の範囲内（例えば、頭部の位置から横方向に±５０ｃｍの範囲内）で、反射強度が閾値以上の物体の反射強度と、当該物体と同じ位置における過去の反射強度の履歴の平均値とを比較し、物体の反射強度と平均値との差が所定値以下であるか否かを判断する（ステップＳ６）。
【０１１６】
ここで、物体の反射強度と平均値との差が所定値以下であると判断された場合（ステップＳ６でＹＥＳ）、物体判別部１４は、物体が静物体であると判別する（ステップＳ７）。図１０では、反射強度の過去の履歴の平均値と、横方向の１次元位置との関係の一例を示している。物体判別部１４は、図９に示す反射強度が閾値以上である物体９９９の反射強度と、図１０に示す平均値とを比べる。物体判別部１４は、その差が所定値以下であれば、過去から同じ反射強度の物体が同じ位置にあったと判断し、物体９９９が部屋の壁又は寝具の傍に置かれたサイドテーブル等の位置が変わり難い物体（静物体）であると判別する。物体判別部１４は、図１０の物体９９８の反射強度の平均値と、図９の物体９９９の反射強度との差が所定値以下であると判断し、物体９９９を静物体と判別する。
【０１１７】
一方、物体の反射強度と平均値との差が所定値以下ではないと判断された場合（ステップＳ６でＮＯ）、物体判別部１４は、物体が動物体であると判別する（ステップＳ８）。物体判別部１４は、図９に示す物体９８０及び物体９９０については、図１０の過去の反射強度の履歴の平均値との差が所定値より大きいので、操作用端末、携帯電話又は家電リモコン等の位置が変わりやすい物体（動物体）であると判別する。物体判別部１４は、静物体及び動物体のいずれであっても、物体の位置として記憶部１９へ格納する。
【０１１８】
次に、指向性音響再生部１５は、指向性スピーカ１０１の出力方向を変化させながら、端末検出用の信号音を指向性スピーカ１０１から出力する（ステップＳ９）。指向性音響再生部１５は、操作用端末２０１が頭部の近くにあるか否かを検出するために、指向性スピーカ１０１の音の出力範囲を前述した方法により最も狭くし（例えば、中心角５°の範囲）、操作用端末２０１のマイク３１が検出できる信号音を出力し、頭部周辺を信号音で走査する。指向性音響再生部１５は、例えば、人の耳には聞こえにくい高音（例えば、１９ｋＨｚ）の信号音を一定周期（例えば、３秒間隔で３秒間）で出力する。
【０１１９】
操作用端末２０１のマイク３１は、端末検出用の信号音（一定周期の高音）を収音する。応答部３２は、収音した音の周期及び周波数が、事前に設定された周期及び周波数と一致する場合は、遊音した信号音が、音響装置１００の指向性スピーカ１０１から出力された信号音であると判断し、信号音を受信したことを示す応答情報を作成する。通信部３３は、応答情報を音響装置１００へ送信する。通信部３３は、近距離無線通信（例えば、２４ＧＨｚ帯）又は無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）等を使用して応答情報を送信する。応答情報は、例えば、操作用端末２０１の固有製造番号を含む。
【０１２０】
次に、端末検出部１６は、端末検出用の信号音（一定周期の高音）に対して、操作用端末２０１から応答情報を受信したか否かを判断する（ステップＳ１０）。ここで、応答情報を受信したと判断された場合（ステップＳ１０でＹＥＳ）、端末検出部１６は、応答情報を受信したときの指向性スピーカ１０１の方向から、操作用端末２０１の１次元位置を算出する（ステップＳ１１）。
【０１２１】
次に、端末検出部１６は、算出した操作用端末２０１の位置と、反射強度測定部１２が取得した物体の反射強度及び位置とを比較し、算出した操作用端末２０１の位置に閾値以上の反射強度の物体があるか否かを判断する（ステップＳ１２）。例えば、端末検出部１６は、操作用端末２０１からの応答情報が得られた位置から±１０ｃｍの範囲内に、閾値以上の反射強度の物体がある場合に、操作用端末２０１の位置に閾値以上の反射強度の物体があると判断する。
【０１２２】
ここで、操作用端末２０１の位置に閾値以上の反射強度の物体があると判断された場合（ステップＳ１２でＹＥＳ）、端末検出部１６は、操作用端末２０１が頭部の近くにあると判断し、頭部の近くにある操作用端末２０１の位置を記憶する（ステップＳ１３）。例えば、図９の物体９９０は、操作用端末２０１からの応答情報が得られた位置から±１０ｃｍの範囲以内にあり、かつ反射強度が閾値以上であるので、物体９９０の位置が、操作用端末２０１の位置として記憶される。
【０１２３】
一方、ステップＳ１０において応答情報を受信していないと判断された場合（ステップＳ１０でＮＯ）、端末検出部１６は、指向性スピーカ１０１による走査が終了したか否かを判断する（ステップＳ１４）。指向性スピーカ１０１による走査が終了していないと判断された場合（ステップＳ１４でＮＯ）、ステップＳ１０の処理へ戻る。一方、指向性スピーカ１０１による走査が終了したと判断された場合（ステップＳ１４でＹＥＳ）、又は、ステップＳ１２において操作用端末２０１の位置に閾値以上の反射強度の物体がないと判断された場合（ステップＳ１２でＮＯ）、端末検出部１６は、操作用端末２０１が頭部の近くにないと判断する（ステップＳ１５）。
【０１２４】
次に、操作部２０は、音源データを再生する再生指示を操作用端末２０１から受信したか否かを判断する（ステップＳ１６）。
【０１２５】
操作用端末２０１が音響装置１００へ操作指示を送信する通信方法は、端末検出用の信号音に対する応答情報を送信する通信方法と同じであり、例えば、近距離無線通信（２４ＧＨｚ帯）又は無線ＬＡＮ等が使用される。ここで、再生指示を操作用端末２０１から受信していないと判断された場合（ステップＳ１６でＮＯ）、ステップＳ１の処理に戻る。
【０１２６】
一方、再生指示を操作用端末２０１から受信したと判断された場合（ステップＳ１６でＹＥＳ）、指向性音響再生部１５は、指向性スピーカ１０１の音の出力方向及び出力範囲を決定する（ステップＳ１７）。指向性音響再生部１５は、位置測定部１３及び反射強度測定部１２で取得した頭部の位置、物体の位置及び反射強度を使用して、図１４に示すように、指向性スピーカ１０１の出力範囲内に聴取者１の頭部が含まれると同時に、指向性スピーカ１０１の出力範囲が反射強度の大きい物体に及ばないように（反射強度の小さい範囲に対して音を出力するように）制御する。
【０１２７】
次に、通知部１８は、操作用端末２０１のみが頭部の近くにあるか否かを判断する（ステップＳ１８）。
【０１２８】
ここで、操作用端末２０１のみが頭部の近くにあると判断された場合（ステップＳ１８でＹＥＳ）、指向性音響再生部１５は、音声通知を出力せずに、操作用端末２０１からの再生指示に従い、音楽等の音源データを再生することにより、指向性スピーカ１０１から音を出力する（ステップＳ１９）。
【０１２９】
一方、操作用端末２０１以外の物体が頭部の近くにあると判断された場合（ステップＳ１８でＮＯ）、通知部１８は、周囲への音の反射を抑えるために、物体を取り除くように寝床にいる人へ促す音声通知を指向性スピーカ１０１から出力する（ステップＳ２０）。
【０１３０】
ここで、通知部１８は、物体判別部１４で判別した物体の種別が、動物体及び静物体のいずれであるかによって、通知内容を切り替える。例えば、動物体は枕元に置かれることが多いと思われるので、通知部１８は、例えば、「音が周りに広がるので枕の近くを片付けて下さい」という音声を出力する。また、静物体は寝床の傍のサイドテーブル又は部屋の壁であることが考えられ、移動させることが難しいと思われるので、通知部１８は、例えば、「音が回りに広がるので壁又はテーブルが近くにある場合は離れて下さい」という音声を出力する。これにより、寝床にいる聴取者へ、音の反射を抑える環境の作成を促す。
【０１３１】
音声通知が出力された後、指向性音響再生部１５は、操作用端末２０１からの再生指示に従い、音楽等の音源データを指向性スピーカ１０１から出力する（ステップＳ１９）。なお、音源データは、操作用端末２０１に記憶されており、操作用端末２０１が音響装置１００に操作指示を送信する通信と同じ方法で、操作用端末２０１から音響装置１００へ送信される。また、音響装置１００は、音響装置１００又は操作用端末２０１と通信ネットワークを介して接続された記憶装置内、又はインターネットを介して接続されたサーバ内に記憶されている音源データを利用してもよい。
【０１３２】
音源データの再生が開始されると、位置測定部１３は、寝床上を距離センサ１０４から出力されるレーザ光で走査し、各測定方向における対象物までの距離を取得する（ステップＳ２１）。なお、ステップＳ２１〜ステップＳ２８の処理は、ステップＳ１〜ステップＳ８の処理と同じである。ただし、ステップＳ２２において高さが閾値以上である対象物が存在しないと判断された場合（ステップＳ２２でＮＯ）、位置測定部１３は、頭部がないと判断し（ステップＳ２４）、ステップＳ３１の処理へ移行する。
【０１３３】
次に、指向性音響再生部１５は、指向性スピーカ１０１の音の出力方向及び出力範囲を決定する（ステップＳ２９）。なお、ステップＳ２９の処理は、ステップＳ１７の処理と同じである。指向性音響再生部１５は、指向性スピーカ１０１の出力範囲内に聴取者１の頭部が含まれると同時に、指向性スピーカ１０１の出力範囲が反射強度の大きい物体に及ばないように（反射強度の小さい範囲に対して音を出力するように）制御する。
【０１３４】
次に、操作部２０は、音源データの再生を停止する再生停止指示を操作用端末２０１から受信したか否かを判断する（ステップＳ３０）。ここで、再生停止指示を操作用端末２０１から受信したと判断された場合（ステップＳ３０でＹＥＳ）、指向性音響再生部１５は、音源データの再生を停止し（ステップＳ３１）、ステップＳ１の処理に戻る。
【０１３５】
一方、再生停止指示を操作用端末２０１から受信していないと判断された場合（ステップＳ３０でＮＯ）、操作部２０は、音響装置１００を停止する装置停止指示を操作用端末２０１から受信したか否か（音響装置１００の電源がオフされたか否か）を判断する（ステップＳ３２）。ここで、装置停止指示を操作用端末２０１から受信したと判断された場合（ステップＳ３２でＹＥＳ）、動作を終了する。
【０１３６】
一方、装置停止指示を操作用端末２０１から受信していないと判断された場合（ステップＳ３２でＮＯ）、指向性音響再生部１５は、音源データの再生中に、例えば楽曲の合間で一定時間（例えば、３秒）の無音区間を検出したか否かを判断する（ステップＳ３３）。ここで、無音区間を検出していないと判断された場合（ステップＳ３３でＮＯ）、指向性音響再生部１５は、音源データの再生開始から一定時間（例えば、１５分）経過したか否かを判断する（ステップＳ３４）。音源データの再生開始から一定時間経過していないと判断された場合（ステップＳ３４でＮＯ）、ステップＳ２１の処理へ戻る。
【０１３７】
無音区間を検出したと判断された場合（ステップＳ３３でＹＥＳ）、又は音源データの再生開始から一定時間経過したと判断された場合（ステップＳ３４でＹＥＳ）、指向性音響再生部１５は、音源データの再生を一時停止する（ステップＳ３５）。
【０１３８】
次に、指向性音響再生部１５は、指向性スピーカ１０１の出力方向を変化させながら、端末検出用の信号音を指向性スピーカ１０１から出力する（ステップＳ３６）。なお、ステップＳ３６〜ステップＳ４６の処理は、ステップＳ９〜ステップＳ１５及びステップＳ１７〜ステップＳ２０の処理と同じである。ステップＳ４５において、指向性音響再生部１５は、音源データの再生を再開することにより、指向性スピーカ１０１から音を出力し、ステップＳ２１の処理へ戻る。
【０１３９】
続いて、頭部の近くにある物体が操作用端末２０１のみである場合における頭部の位置の測定及び反射強度の測定について図２２〜図２４を用いて説明する。
【０１４０】
図２２は、センサ制御部による距離センサ及び超音波センサの測定処理を説明するための模式図であり、図２３は、図２２に示す測定対象の位置と高さとの関係を示す図であり、図２４は、図２２に示す測定対象の位置と反射強度との関係を示す図である。
【０１４１】
図２２において、頭部の周辺の寝床１１０上に操作用端末２０１があり、頭部は図７に比べてテーブル１４１から離れた位置にある。このとき、図２３に示すように、位置測定部１３によって頭部の位置が測定され、図２４に示す物体９９０が、図９と同様に操作用端末であると判断される。図９では、物体９８０（本）と物体９９０（操作用端末）と物体９９９（テーブル）とが、頭部の位置から±５０ｃｍの範囲内にある。そのため、これらの物体をユーザの頭部の周辺から取り除くよう促す音声通知が出力される。一方、図２４では、物体９９０（操作用端末）のみが、頭部の位置から±５０ｃｍの範囲内にある。したがって、頭部の近くにある物体が操作用端末２０１のみであるため、物体をユーザの頭部の周辺から取り除くよう促す音声通知は出力されない。
【０１４２】
このように、音を反射しやすい物体又は反射音が大きい物体が、指向性スピーカから出力される音の範囲内にある場合に、音響装置１００は、音を反射する物体が頭部の周辺にあることを聴取者に通知し、頭部の周辺にある物体を取り除くよう促す。通知を受けた聴取者が物体を寝床から取り除くことにより、聴取者の周囲で寝ている人への反射音を低減すると同時に、寝姿勢（頭部の位置）が変わっても音が聞こえるように音の範囲を広くすることができる。
【０１４３】
なお、反射音の原因となる物体を取り除くように聴取者へ通知する際に、音響装置１００の操作用端末も取り除くように通知すると、聴取者の近くに操作用端末を置けなくなり不便になる。しかしながら、実施の形態１では、反射音の原因となる物体を取り除くように聴取者へ通知する際に、操作用端末があるか否かを判断し、操作用端末のみがある場合は、通知を出力しない。そのため、聴取者の近くに操作用端末を置くことと、周囲への反射音を減らすこととを両立させることができる。
【０１４４】
また、複数の人が同じ寝床で就寝する環境において、寝床の周囲に反射する音を低減することにより、周囲で寝る人の睡眠を妨げずに所望の音楽等を聴取することができる。
【０１４５】
（実施の形態２）
本実施の形態２における音響システムについて説明する。実施の形態１の音響装置は、１つの指向性スピーカの出力方向及び出力範囲を制御しているが、実施の形態２の音響装置は、２つの指向性スピーカの出力方向及び出力範囲を制御する。
【０１４６】
図２５は、本実施の形態２にかかる音響システムの全体構成を示す図である。寝床１１０の上には聴取者１が横たわっており、聴取者１の隣には家族等の他の人２が横たわっている。音響装置１００ａは、寝床１１０上に聴取者１が横たわった際に、聴取者１の頭部の上側に配置されるように壁に取り付けられている。音響装置１００ａは、第１の指向性スピーカ１０１ａ、第２の指向性スピーカ１０１ｂ及びセンサボックス１０３を備える。第１の指向性スピーカ１０１ａは、聴取者１に向けて音を出力し、第２の指向性スピーカ１０１ｂは、人２に向けて音を出力する。センサボックス１０３は、距離センサ及び超音波センサを備える。
【０１４７】
第１の指向性スピーカ１０１ａから出力される音楽等の再生、停止及び楽曲選択などの音響の操作は、操作用端末２０１ａによって行われる。第１の指向性スピーカ１０１ａで音の出力方向及び出力範囲を聴取者の周囲に限定することで、音の広がりを抑えて隣で寝ている人２の就寝の妨げにならないようにする。
【０１４８】
第２の指向性スピーカ１０１ｂから出力される音楽等の再生、停止及び楽曲選択などの音響の操作は、操作用端末２０２ａによって行われる。第２の指向性スピーカ１０１ｂで音の出力方向及び出力範囲を聴取者の周囲に限定することで、音の広がりを抑えて隣で寝ている聴取者１の就寝の妨げにならないようにする。
【０１４９】
なお、操作用端末２０１ａ，２０２ａは、音響装置１００を操作するためのアプリケーションをインストールした携帯電話、スマートホン又はタブレット型コンピュータであり、音響装置１００専用のリモートコントローラであってもよい。
【０１５０】
第１の指向性スピーカ１０１ａ及び第２の指向性スピーカ１０１ｂは、例えば、パラメトリックスピーカであり、超音波を搬送波として可聴音を送出することで、限られた範囲に音を出力する。複数の超音波発信素子を平面に並べてアレイを構成すると、超音波の直進性が高められ、指向性が非常に鋭くなる。
【０１５１】
図２６は、本実施の形態２における音響装置を正面から見た図であり、図２７は、本実施の形態２における音響装置を下面から見た図である。
【０１５２】
第１の指向性スピーカ１０１ａ及び第２の指向性スピーカ１０１ｂは、下向きに配置された超音波発信素子アレイ１０１３，１０２３を備える。超音波発信素子アレイ１０１３，１０２３は、複数の超音波発信素子で構成され、例えば、左右方向に２０個の超音波発信素子が設けられ、前後方向に４個の超音波発信素子が設けられている。第１の指向性スピーカ１０１ａ、第２の指向性スピーカ１０１ｂ及びセンサボックス１０３は、それぞれ壁面に対して垂直に設けられた回転軸１０１１，１０２１，１０３１でサーボモータ１０１２，１０２２，１０３２に接続されており、サーボモータ１０１２，１０２２，１０３２の駆動によって向きを変えることができる。
【０１５３】
センサボックス１０３は、下向きに配置された距離センサ１０４及び超音波センサ１０５を備える。センサボックス１０３の構成は、実施の形態１と同じである。
【０１５４】
本実施の形態２では、図２５〜図２７に示すように、音響装置は、距離センサ１０４及び超音波センサ１０５をはさんで、超音波発信素子アレイを含む第１の指向性スピーカ１０１ａ及び第２の指向性スピーカ１０１ｂを備える。第１の指向性スピーカ１０１ａ及び第２の指向性スピーカ１０１ｂは、それぞれ異なる聴取者１，２に向けて音を出力する。
【０１５５】
図２８は、本実施の形態２における音響システムの構成を示すブロック図である。図２８に示す音響システムは、音響装置１００ａと、第１の操作用端末２０１ａと、第２の操作用端末２０２ａとを備える。
【０１５６】
第１の操作用端末２０１ａと第２の操作用端末２０２ａとは、それぞれ同じ構成である。
【０１５７】
音響装置１００ａは、センサ制御部１１、反射強度測定部１２、位置測定部１３、第１の指向性音響再生部１５ａ、第２の指向性音響再生部１５ｂ、端末検出部１６、通信部１７、通知部１８、記憶部１９、第１の操作部２０ａ、第２の操作部２０ｂ、距離センサ１０４及び超音波センサ１０５を備える。なお、本実施の形態２において、実施の形態１と同じ構成については同じ符号を付し、説明を省略する。
【０１５８】
位置測定部１３は、２人の聴取者の頭部の位置及び２人の聴取者の頭部周辺にある物体の位置を測定する。位置測定部１３は、聴取者１及び聴取者２の頭部の位置を検出する。
【０１５９】
実施の形態１と同様に、センサ制御部１１は、サーボモータ１０３２を駆動させて、図７に示すような３０°〜１５０°の間を距離センサ１０４の測定方向を変えながら走査し、対象物までの距離を取得する。２人の聴取者の頭部の位置の測定について、例えば、音響装置１００ａの左側と右側とのそれぞれで、音響装置１００ａに最も近いものを頭部と判断し、左側及び右側の２つの距離から得られる位置を２人の頭部の位置とする。図８では高さが閾値以上の２つの対象物（音響装置１００ａの左側と右側とに１つずつ）があるので、それぞれを２人の聴取者の頭部の位置とする。
【０１６０】
また、センサ制御部１１は、位置測定部１３と同様に、超音波センサ１０５によって寝床を超音波で走査する。反射強度測定部１２は、２人の聴取者の頭部の横方向にある物体の反射強度及び位置を取得する。反射強度測定部１２は、聴取者１及び聴取者２の頭部周辺に存在する、音を反射する物体を検出する。
【０１６１】
第１の指向性音響再生部１５ａは、第１のスピーカ制御部２１ａと第１の指向性スピーカ１０１ａとを備える。第２の指向性音響再生部１５ｂは、第２のスピーカ制御部２１ｂと第２の指向性スピーカ１０１ｂとを備える。第１のスピーカ制御部２１ａ及び第２のスピーカ制御部２１ｂが第１の指向性スピーカ１０１ａ及び第２の指向性スピーカ１０１ｂの音の出力方向及び出力範囲を制御する方法は実施の形態１と同様である。
【０１６２】
本実施の形態２では、例えば、第１の指向性音響再生部１５ａは２人の聴取者のうち右側の聴取者１に対して音を出力し、第２の指向性音響再生部１５ｂは２人の聴取者のうち左側の聴取者２に対して音を出力する。第１の指向性音響再生部１５ａ及び第２の指向性音響再生部１５ｂは、２人の聴取者のそれぞれに対して音の出力範囲が重ならないように制御する。
【０１６３】
例えば、図１４に示すように、第１のスピーカ制御部２１ａは、２人の聴取者のうち右側の聴取者１の頭部が第１の指向性スピーカ１０１ａの出力範囲内に含まれると同時に、第１の指向性スピーカ１０１ａの出力範囲が反射強度の大きい物体に及ばないように（反射強度の小さい範囲に対して音を出力するように）制御する。同様に、第２のスピーカ制御部２１ｂは、２人の聴取者のうち左側の聴取者２の頭部が第２の指向性スピーカ１０１ｂの出力範囲内に含まれると同時に、第２の指向性スピーカ１０１ｂの出力範囲が反射強度の大きい物体に及ばないように（反射強度の小さい範囲に対して音を出力するように）制御する。このとき、第１のスピーカ制御部２１ａ及び第２のスピーカ制御部２１ｂは、第１の指向性スピーカ１０１ａの音の出力範囲と、第２の指向性スピーカ１０１ｂの音の出力範囲とが重ならないように音の出力方向を制御する。
【０１６４】
端末検出部１６は、実施の形態１と同様に、第１の指向性スピーカ１０１ａ及び第２の指向性スピーカ１０１ｂから端末検出用の信号音をそれぞれ出力し、各信号音に対する第１の操作用端末２０１ａ及び第２の操作用端末２０２ａからの応答情報に応じて、頭部周辺にある物体が特定の操作用端末であるか否かを検出する。本実施の形態２では、２人の聴取者がそれぞれ個別の操作用端末により音響装置１００ａを操作する場合に、２つの操作用端末の有無及び２つの操作用端末の位置を取得する。
【０１６５】
例えば、端末検出部１６は、通信部１７を介して第１の操作用端末２０１ａ及び第２の操作用端末２０２ａから受信する応答情報（操作用端末の固有製造番号）によって、２台の操作用端末があるか否かを判断することができる。また、端末検出部１６は、第１の指向性スピーカ１０１ａが周期及び周波数が異なる２種類の端末検出用の信号音を出力し、あらかじめ２種類の信号音と、複数の操作用端末の固有製造番号とを対応付けておくことにより、２台の操作用端末があるか否かを判断してもよい。なお、複数の聴取者が１つの操作用端末を共有してもよい。その場合は、聴取者が２人であっても操作用端末は１つであるので、端末検出部１６は、実施の形態１と同様に、１つの操作用端末を検出する。
【０１６６】
通知部１８は、２人の聴取者のそれぞれの頭部周辺に操作用端末以外の物体があるか否かに応じて、物体を取り除くように促す音声通知を第１の指向性スピーカ１０１ａ及び第２の指向性スピーカ１０１ｂから出力させる。
【０１６７】
通知部１８は、聴取者１の頭部周辺に物体が検出された場合、聴取者１の頭部周辺に向かって、物体を聴取者１の頭部周辺から取り除くよう促す第１の音声通知を第１の指向性スピーカ１０１ａから出力させる。また、通知部１８は、聴取者２の頭部周辺に物体が検出された場合、聴取者２の頭部周辺に向かって、物体を聴取者２の頭部周辺から取り除くよう促す第２の音声通知を第２の指向性スピーカ１０１ｂから出力させる。
【０１６８】
第１の操作部２０ａは、通信部１７によって受信された第１の操作用端末２０１ａからの操作指示に応じて第１の指向性音響再生部１５ａを操作する。操作指示が、音源データを再生するための操作指示である場合、第１の操作部２０ａは、受信した音源データを第１の指向性音響再生部１５ａへ出力し、第１の指向性スピーカ１０１ａから音声データを出力させる。
【０１６９】
第２の操作部２０ｂは、通信部１７によって受信された第２の操作用端末２０２ａからの操作指示に応じて第２の指向性音響再生部１５ｂを操作する。操作指示が、音源データを再生するための操作指示である場合、第２の操作部２０ｂは、受信した音源データを第２の指向性音響再生部１５ｂへ出力し、第２の指向性スピーカ１０１ｂから音声データを出力させる。
【０１７０】
図２９は、本実施の形態２における音響システムの動作を説明するための第１のフローチャートであり、図３０は、本実施の形態２における音響システムの動作を説明するための第２のフローチャートであり、図３１は、本実施の形態２における音響システムの動作を説明するための第３のフローチャートであり、図３２は、本実施の形態２における音響システムの動作を説明するための第４のフローチャートである。
【０１７１】
ステップＳ５１〜ステップＳ５３の処理は、図１７のステップＳ１〜ステップＳ３の処理と同じである。
【０１７２】
高さが閾値以上である対象物が存在すると判断された場合（ステップＳ５２でＹＥＳ）、位置測定部１３は、１又は２の頭部があると判断し、高さが閾値以上である対象物の位置を１又は２の頭部の位置として記憶部１９に記憶する（ステップＳ５４）。
【０１７３】
次に、反射強度測定部１２は、１又は２の頭部周辺の所定範囲内を超音波センサ１０５から発振される超音波で走査し、１又は２の頭部周辺における反射強度を取得する（ステップＳ５５）。
【０１７４】
次に、第１の指向性音響再生部１５ａ及び／又第２の指向性音響再生部１５ｂは、第１の指向性スピーカ１０１ａ及び／又第２の指向性スピーカ１０１ｂの出力方向を変化させながら、端末検出用の信号音を第１の指向性スピーカ１０１ａ及び／又第２の指向性スピーカ１０１ｂから出力する（ステップＳ５６）。第１の指向性音響再生部１５ａ及び第２の指向性音響再生部１５ｂは、１又は２の操作用端末が頭部の近くにあるか否かを検出するために、第１の指向性スピーカ１０１ａ及び第２の指向性スピーカ１０１ｂの出力範囲を最も狭くし、１又は２の頭部周辺の所定範囲内において出力方向を変えながら端末検出用の信号音を出力する。
【０１７５】
なお、２つの頭部があると判断された場合、第１の指向性音響再生部１５ａ及び第２の指向性音響再生部１５ｂは、それぞれの頭部周辺の所定範囲に向けて信号音を出力する。また、１つの頭部があると判断された場合、端末検出部１６は、第１の指向性スピーカ１０１ａ及び第２の指向性スピーカ１０１ｂのうちの１つの頭部が存在する側の指向性スピーカを特定する。１つの頭部が第１の指向性スピーカ１０１ａ側に存在する場合、第１の指向性音響再生部１５ａは、頭部周辺の所定範囲に向けて信号音を出力する。１つの頭部が第２の指向性スピーカ１０１ｂ側に存在する場合、第２の指向性音響再生部１５ｂは、頭部周辺の所定範囲に向けて信号音を出力する。
【０１７６】
ステップＳ５７〜ステップＳ５９の処理は、図１８のステップＳ１０〜ステップＳ１２の処理と同じである。
【０１７７】
次に、第１の操作用端末２０１ａ及び／又は第２の操作用端末２０２ａの位置に閾値以上の反射強度の物体があると判断された場合（ステップＳ５９でＹＥＳ）、端末検出部１６は、第１の操作用端末２０１ａ及び／又は第２の操作用端末２０２ａが頭部の近くにあると判断し、頭部の近くにある第１の操作用端末２０１ａ及び／又は第２の操作用端末２０２ａの位置を記憶する（ステップＳ６０）。端末検出部１６は、操作用端末からの応答情報が得られた位置から例えば±１０ｃｍの範囲内に、閾値以上の反射強度の物体がある場合に、操作用端末の位置に閾値以上の反射強度の物体があると判断し、当該物体の位置を１又は２の頭部の近くにある操作用端末の位置として確定する。
【０１７８】
ステップＳ６１〜ステップＳ６３の処理は、図１８のステップＳ１４〜ステップＳ１６の処理と同じである。
【０１７９】
再生指示を第１の操作用端末２０１ａ及び／又は第２の操作用端末２０２ａから受信したと判断された場合（ステップＳ６３でＹＥＳ）、第１の指向性音響再生部１５ａ及び／又は第２の指向性音響再生部１５ｂは、第１の指向性スピーカ１０１ａ及び／又は第２の指向性スピーカ１０１ｂの音の出力方向及び出力範囲を決定する（ステップＳ６４）。第１の指向性音響再生部１５ａ及び第２の指向性音響再生部１５ｂは、第１の指向性スピーカ１０１ａの出力範囲と第２の指向性スピーカ１０１ｂの出力範囲とが重ならないように、第１の指向性スピーカ１０１ａ及び第２の指向性スピーカ１０１ｂの音の出力方向及び出力範囲を決定する。
【０１８０】
次に、通知部１８は、操作用端末のみが１又は２の頭部の近くにあるか否かを判断する（ステップＳ６５）。
【０１８１】
ここで、操作用端末のみが１又は２の頭部の近くにあると判断された場合（ステップＳ６５でＹＥＳ）、第１の指向性音響再生部１５ａ及び／又は第２の指向性音響再生部１５ｂは、音声通知を出力せずに、第１の操作用端末２０１ａ及び／又は第２の操作用端末２０２ａからの再生指示に従い、音楽等の音源データを再生することにより、第１の指向性スピーカ１０１ａ及び／又は第２の指向性スピーカ１０１ｂから音を出力する（ステップＳ６６）。
【０１８２】
第１の操作用端末２０１ａから再生指示が受信され、第１の操作用端末２０１ａのみが頭部の近くにあると判断された場合、第１の指向性音響再生部１５ａは、音声通知を出力せずに、第１の指向性スピーカ１０１ａから音を出力する。また、第２の操作用端末２０２ａから再生指示が受信され、第２の操作用端末２０２ａのみが頭部の近くにあると判断された場合、第２の指向性音響再生部１５ｂは、音声通知を出力せずに、第２の指向性スピーカ１０１ｂから音を出力する。また、第１の操作用端末２０１ａ及び第２の操作用端末２０２ａから再生指示が受信され、第１の操作用端末２０１ａのみが頭部の近くにあると判断され、第２の操作用端末２０２ａのみが頭部の近くにあると判断された場合、第１の指向性音響再生部１５ａ及び第２の指向性音響再生部１５ｂは、第１の指向性スピーカ１０１ａの出力範囲と第２の指向性スピーカ１０１ｂの出力範囲とが重ならないように、２の頭部の位置へ向けてそれぞれ音を出力する。
【０１８３】
一方、操作用端末以外の物体が１又は２の頭部の近くにあると判断された場合（ステップＳ６５でＮＯ）、通知部１８は、周囲への音の反射を抑えるために、物体を取り除くように寝床にいる人へ促す音声通知を第１の指向性スピーカ１０１ａ及び／又は第２の指向性スピーカ１０１ｂから出力する（ステップＳ６７）。
【０１８４】
第１の操作用端末２０１ａから再生指示が受信され、第１の操作用端末２０１ａ以外の物体が頭部の近くにあると判断された場合、通知部１８は、物体を取り除くように寝床にいる人へ促す音声通知を第１の指向性スピーカ１０１ａから出力する。また、第２の操作用端末２０２ａから再生指示が受信され、第２の操作用端末２０２ａ以外の物体が頭部の近くにあると判断された場合、通知部１８は、物体を取り除くように寝床にいる人へ促す音声通知を第２の指向性スピーカ１０１ｂから出力する。
【０１８５】
ステップＳ６８〜ステップＳ７２の処理は、ステップＳ５１〜ステップＳ５５の処理と同じである。ただし、ステップＳ６９において高さが閾値以上である対象物が存在しないと判断された場合（ステップＳ６９でＮＯ）、位置測定部１３は、頭部がないと判断し（ステップＳ７０）、ステップＳ７５の処理へ移行する。
【０１８６】
ステップＳ７３の処理は、ステップＳ６４の処理と同じである。ステップＳ７４〜ステップＳ７９の処理は、図１９及び図２０のステップＳ３０〜ステップＳ３５の処理と同じである。ステップＳ８０〜ステップＳ９０の処理は、ステップＳ５６〜ステップＳ６２及びステップＳ６４〜ステップＳ６７の処理と同じである。
【０１８７】
このように、実施の形態２では、同室の寝床上で隣り合って横になる２人の聴取者が、それぞれ第１及び第２の指向性スピーカで異なる音楽等を聴取する環境において、２人の聴取者それぞれに対して、反射音の原因となる物体を取り除くように通知する際に、操作用端末があるか否かを判断し、操作用端末のみが聴取者の近くにある場合は通知を出力しない。そのため、聴取者の近くに操作用端末を置くことと、周囲への反射音を減らすこととを両立させることができる。
【０１８８】
（実施の形態３）
本実施の形態３における音響システムについて説明する。本実施の形態３では、端末検出用の信号音のみを用いて操作用端末が頭部の近くにあるか否かを判断するのではなく、操作用端末において収音される音の音量及び操作用端末において検出される聴取者の体動を用いて操作用端末が頭部の近くにあるか否かを判断する。
【０１８９】
図３３は、本実施の形態３における音響システムの構成を示すブロック図である。図３３に示す音響システムは、音響装置１００と、操作用端末２０１ｂとを備える。
【０１９０】
音響装置１００は、センサ制御部１１、反射強度測定部１２、位置測定部１３、物体判別部１４、指向性音響再生部１５、端末検出部１６、通信部１７、通知部１８、記憶部１９、操作部２０、距離センサ１０４及び超音波センサ１０５を備える。なお、本実施の形態３における音響装置１００の構成は、実施の形態１における音響装置１００の構成と同じである。
【０１９１】
操作用端末２０１ｂは、マイク３１、応答部３２、通信部３３、音源記憶部３４、操作入力部３５及び加速度センサ３６を備える。操作用端末２０１ｂは、これらの構成を備えた携帯電話又はスマートホン等の情報端末でもよい。
【０１９２】
マイク３１は、音響装置１００の指向性スピーカ１０１から出力された信号音を収音する。信号音は、例えば、人の耳には聞こえにくい高音（例えば、周波数１９ｋＨｚ）であり、一定周期（例えば、３秒間隔で３秒間）で出力される。また、マイク３１は、指向性スピーカ１０１から聴取者に向けて出力された音楽等の再生音を収音する。
【０１９３】
加速度センサ３６は、図１に示すように、寝床１１０上に操作用端末２０１ｂが置かれている際の、寝床１１０上に横たわっている聴取者の体動を検出する。
【０１９４】
応答部３２は、マイク３１で収音された信号音が、指向性スピーカ１０１から出力された信号音の周波数及び出力周期と一致するか否かを判断する。また、応答部３２は、マイク３１で収音された音楽等の再生音の音量及び加速度センサ３６で検出された聴取者の体動に基づいて、操作用端末２０１ｂと聴取者の頭部との間の距離を推定する。応答部３２は、収音した信号音が指向性スピーカ１０１から出力された信号音と一致した場合、音響装置１００へ送信する応答情報を生成する。また、応答部３２は、収音した信号音が指向性スピーカ１０１から出力された信号音と一致しなかった場合、再生音の音量及び体動から推定された操作用端末２０１ｂと聴取者の頭部との間の距離が所定距離以下であるか否かを判断する。操作用端末２０１ｂと聴取者の頭部との間の距離が所定距離以下であれば、応答部３２は、音響装置１００へ送信する応答情報を生成する。
【０１９５】
通信部３３は、応答部３２によって生成された応答情報を音響装置１００へ送信する。
【０１９６】
続いて、本実施の形態３における音響システムの動作について説明する。
【０１９７】
図３４は、本実施の形態３における操作用端末の動作を説明するためのフローチャートである。なお、本実施の形態３における音響装置１００の動作は、実施の形態１における音響装置１００の動作と同様である。
【０１９８】
まず、マイク３１は、音響装置１００の指向性スピーカ１０１から出力された端末検出用の信号音、又は指向性スピーカ１０１から聴取者に向けて出力された音楽等の再生音を収音する（ステップＳ１０１）。
【０１９９】
次に、加速度センサ３６は、寝床１１０上に横たわっている聴取者の体動を検出する（ステップＳ１０２）。
【０２００】
次に、応答部３２は、マイク３１によって収音された信号音の周波数及び出力周期が、予め記憶されている周波数及び出力周期と一致するか否かを判断する（ステップＳ１０３）。なお、応答部３２は、指向性スピーカ１０１が出力する信号音の周波数及び出力周期を予め記憶している。
【０２０１】
ここで、収音された信号音の周波数及び出力周期が、予め記憶されている周波数及び出力周期と一致しないと判断された場合（ステップＳ１０３でＮＯ）、応答部３２は、マイク３１によって収音された音楽等の再生音の音量及び加速度センサ３６によって検出された体動に基づいて、操作用端末２０１ｂと聴取者の頭部との間の距離を推定する。応答部３２は、下記の式を用いて、操作用端末２０１ｂと聴取者の頭部との間の距離Ｄ［ｍ］を推定する。
【０２０２】
Ｄ＝ａ／ｖ＋ｂ／ｍ＋ｃ（ｖ≠０、ｍ≠０）
Ｄ＝ａ／ｖ＋ｃ（ｖ≠０、ｍ＝０）
Ｄ＝ｂ／ｍ＋ｃ（ｖ＝０、ｍ≠０）
Ｄ＝ｄ（ｖ＝０、ｍ＝０）
ただし、上記の式において、ｖは、再生音の音量［ｄＢ］であり、ｍは、体動［ｍ／ｓ２］であり、ａ、ｂ、ｃ及びｄは、実験により決定される定数である。また、定数ｄは、ステップＳ１０５の判断において用いられる所定距離より大きい値である。
【０２０３】
次に、応答部３２は、再生音の音量及び体動から推定した操作用端末２０１ｂと聴取者の頭部との間の距離が所定距離以下であるか否かを判断する（ステップＳ１０５）。
【０２０４】
収音された信号音の周波数及び出力周期が、予め記憶されている周波数及び出力周期と一致しないと判断された場合（ステップＳ１０３でＹＥＳ）、又は、操作用端末２０１ｂと聴取者の頭部との間の推定距離が所定距離以下であると判断された場合（ステップＳ１０５でＹＥＳ）、通信部３３は、音響装置１００へ応答情報（例えば、操作用端末の固有製造番号）を送信する（ステップＳ１０６）。
【０２０５】
一方、操作用端末２０１ｂと聴取者の頭部との間の推定距離が所定距離より長いと判断された場合（ステップＳ１０５でＮＯ）、又は、ステップＳ１０６で応答情報が送信された後、操作入力部３５は、音響装置１００を停止する装置停止指示の入力を受け付けたか否かを判断する（ステップＳ１０７）。
【０２０６】
ここで、装置停止指示の入力を受け付けたと判断された場合（ステップＳ１０７でＹＥＳ）、通信部３３は、音響装置１００へ装置停止指示を送信し、処理を終了する。一方、装置停止指示の入力を受け付けていないと判断された場合（ステップＳ１０７でＮＯ）、ステップＳ１０１の処理へ戻る。
【０２０７】
このように、実施の形態３では、指向性スピーカからの端末検出用の信号音を操作用端末で検出することにより、聴取者の近くに操作用端末があるか否かを判断するだけでなく、所定の周波数（例えば、周波数１９ｋＨｚ）及び所定の出力周期（例えば、３秒間隔で３秒間）を操作用端末で検出できなかった場合に、音楽等の再生音の音量又は聴取者の体動の大きさから、聴取者の近くに操作用端末があるか否かを判断する。したがって、信号音のみを用いる場合に比べて、より正確に、操作用端末が聴取者の近くにあるか否かを判断することができる。これにより、反射音の原因となる物体を取り除くように聴取者へ通知する際に、操作用端末が聴取者の近くにあるか否かの認識性を向上させることができる。また、操作用端末のみが聴取者の近くにある場合は通知を出力しないので、聴取者の近くに操作用端末を置くことと、周囲への反射音を減らすこととを両立させることができる。
【０２０８】
なお、上記の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コンピュータ読み取り可能な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各構成要素の動作又は機能が実現されてもよい。
【０２０９】
また、各構成要素の動作又は機能を実現するときに利用するデータは、半導体メモリ又はハードディスクなどの書き込み可能な記録媒体に記録されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０２１０】
本開示に係る音響装置及び音響システムは、音を反射する物体をユーザの頭部周辺から取り除くよう促すことができ、横たわるユーザに向けて音を出力する音響装置及び音響システムとして有用である。
【符号の説明】
【０２１１】
１１    センサ制御部
１２    反射強度測定部
１３    位置測定部
１４    物体判別部
１５    指向性音響再生部
１５ａ    第１の指向性音響再生部
１５ｂ    第２の指向性音響再生部
１６    端末検出部
１７    通信部
１８    通知部
１９    記憶部
２０    操作部
２０ａ    第１の操作部
２０ｂ    第２の操作部
２１    スピーカ制御部
２１ａ    第１のスピーカ制御部
２１ｂ    第２のスピーカ制御部
３１    マイク
３２    応答部
３３    通信部
３４    音源記憶部
３５    操作入力部
３６    加速度センサ
１００，１００ａ    音響装置
１０１    指向性スピーカ
１０１ａ    第１の指向性スピーカ
１０１ｂ    第２の指向性スピーカ
１０３    センサボックス
１０４    距離センサ
１０５    超音波センサ
１１１    頭部位置検出部
１１２    物体検出部
１１３    通知部
２０１，２０１ｂ    操作用端末
２０１ａ    第１の操作用端末
２０２ａ    第２の操作用端末
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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