JP2013143744A - 音像提示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】情報提示のための立体音響が出力される前に、聴取者を立体音響に充分慣れさせておくことができる音像提示装置を提供すること。
【解決手段】車外、又は車両に関する情報を取得する情報取得部３、５、７と、前記情報に応じて第１の仮想音源を設定する第１の仮想音源設定手段１３と、音像定位方向が前記第１の仮想音源に略一致する第１の音像を車室内に生成する第１の音像生成手段１９と、前記第１の音像に応じて、第２の仮想音源を設定する第２の仮想音源設定手段１３と、音像定位方向が前記第２の仮想音源に略一致する第２の音像を、前記第１の音像よりも先に、車室内に生成する第２の音像生成手段１９と、を備えることを特徴とする音像提示装置１。
【選択図】 図１

Description

本発明は、音像提示装置に関する。

音場創成研究の発達により、複数のスピーカやヘッドフォン等を用いて、立体的な音響（以下、立体音響とする）を作り出すことが可能となった。この技術を応用し、立体音響により情報を提示し、その立体音響の仮想音源の方向に、ドライバの注意を向けさせる方法が提案されている。

人間は音源の位置を、音源から両耳位置に至るまでの音量と位相の変化や、反射音等を用いて推測する。しかし、一般に晴眼者は、意識的に聴覚を用いて位置確認を行う機会が少ないため、立体音響を用いた情報提示に対し不慣れな状態にある。したがって、いきなり立体音響により情報を提示しても、戸惑いや反応の遅れが生じ、仮想音源の方向や距離を正確に把握することができない。

この問題に対し、車両操作（全席ドアロック等）の際、その操作部を仮想音源とする立体音響を出力し、ドライバを立体音響に慣れさせておく技術が提案されている（特許文献１参照）。

特開２０１０−２０８６０６号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、車両操作に伴う立体音響の出力タイミングは、車両操作時に限定され、また、その立体音響の仮想音源は車両操作の対象部分に限定されるため、ドライバは、情報提示のための立体音響が出力される前に、立体音響に充分慣れておくことができない。

本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、上述した課題を解決できる音像提示装置を提供することを目的とする。

本発明の音像提示装置は、車外、又は車両に関する情報を取得する情報取得部と、情報に応じて第１の仮想音源を設定する第１の仮想音源設定手段と、音像定位方向が第１の仮想音源に略一致する第１の音像を車室内に生成する第１の音像生成手段と、第１の音像に応じて、第２の仮想音源を設定する第２の仮想音源設定手段と、音像定位方向が第２の仮想音源に略一致する第２の音像を、第１の音像よりも先に、車室内に生成する第２の音像生成手段とを備える。

本発明の音像提示装置は、立体音響である第１の音像を生成する前に、同じく立体音響である第２の音像を生成する。そのため、聴取者は、第２の音像を聞くことで立体音響に慣れておくことができるため、第１の音像を聞いたとき、その仮想音源（第１の仮想音源）の方向を推測することができる。

第１の音像と第２の音像の反射特性又は残響特性は、略同一であることが好ましい。この場合、聴取者は、第２の音像を一層聞き取りやすくなる。
第２の仮想音源は、例えば、複数設定することができる。この場合、聴取者は、立体音響に対し、一層慣れることができる。また、第２の仮想音源は、例えば、聴取者を囲む軌道上を移動するものとすることができる。この場合も、聴取者は、立体音響に対し、一層慣れることができる。

音像提示装置１の構成を表すブロック図である。 車両１００におけるスピーカ１９の配置を表す説明図である。 音像提示装置１が実行する処理を表すフローチャートである。 案内音における仮想音源１０３の軌道１０４を表す説明図である。 提示音における仮想音源１０３の軌道１０４を表す説明図である。 提示音における仮想音源１０３の軌道１０４を表す説明図である。 音像提示装置１の構成を表すブロック図である。 音像提示装置１が実行する処理を表すフローチャートである。 仮想環境の生成を表す説明図である。 仮想環境の生成を表す説明図である。

本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
＜第１の実施形態＞
１．音像提示装置１の構成
音像提示装置１の構成を図１及び図２に基づいて説明する。図１は音像提示装置１の構成を表すブロック図であり、図２は後述する車両１００におけるスピーカ１９の配置を表す説明図である。

音像提示装置１は、車両１００に搭載される車載装置である。音像提示装置１は、車外情報取得部（情報取得部）３、車両情報取得部（情報取得部）５、カーナビゲーション７、制御部９、提示音の音声信号生成部１１、提示軌道生成部（第１の仮想音源設定手段、第２の仮想音源設定手段）１３、案内音の音声信号格納部１５、多ch信号生成部１７、及び複数のスピーカ（第１の音像生成手段、第２の音像生成手段）１９を備える。

車外情報取得部３は、車両１００が備えるＧＰＳ、ミリ波レーダ、カメラ、超音波ソナー、ＶＩＣＳ（登録商標）、ビーコン（何れも図示略）から、車外の情報を取得する。車外の情報としては、例えば、他の車両、歩行者、標識、信号等の存在、それらの位置（車両１００から見た方向、車両１００からの距離）等がある。

車両情報取得部５は、車両１００が備える速度計、水温計、タイヤ空気圧計等（何れも図示略）から、車両１００の情報（車両１００の速度、水温、タイヤ空気圧等）を取得する。

カーナビゲーション７は、車両１００の位置を取得する。
制御部９は、車外情報取得部３、車両情報取得部５、及びカーナビゲーション７から取得した情報を用いて、後述する処理を実行する。

提示音の音声信号生成部１１は、提示音の作成に用いる音声信号（以下、提示音の音源とする）を生成する。
提示軌道生成部１３は、仮想音源の軌道（位置）を生成する。

案内音の音声信号格納部１５は、案内音の作成に用いる音声信号（以下、案内音の音源とする）を複数格納している。
多ch信号生成部１７は、提示音の音声信号生成部１１が作成した提示音の音源から、各スピーカ１９用の音声信号をそれぞれ作成する。また、多ch信号生成部１７は、案内音の音声信号格納部１５から取り出された案内音の音源から、各スピーカ１９用の音声信号をそれぞれ作成する。

スピーカ１９は、図２に示すように、車両１００の車室１００ａ内に複数配置されている。複数のスピーカ１９は、車室１００ａの壁面に沿って、車室１００ａを囲むように配置されており、各スピーカ１９の正面（音声を出力する面）は、車室１００ａの内部を向いている。

２．音像提示装置１が実行する処理
音像提示装置１が実行する処理を、図３のフローチャート、及び図４〜図６の説明図に基づいて説明する。

図３のステップ１０では、制御部９が、車外情報取得部３、車両情報取得部５、及びカーナビゲーション７から情報を取得する。
ステップ２０では、制御部９が提示音の音声信号生成部１１、提示軌道生成部１３、及び案内音の音声信号格納部１５に、音声提示命令を出す。

ステップ３０では、提示音の音声信号生成部１１が、提示音の音源を作成する。提示音の音源は、前記ステップ１０で取得した情報の種類に対応付けられている。すなわち、情報の種類と、作成される音声信号とは予め対応付けられており、前記ステップ１０で取得した情報の種類により、提示音の音源は一義的に決まる。

また、ステップ３０では、提示軌道生成部１３が、提示音における仮想音源（第１の仮想音源）の軌道（位置）を生成する。仮想音源の軌道（位置）は、前記ステップ１０で取得した情報に応じて生成される。例えば、前記ステップ１０で取得した情報が、車外の物体（他の車両、歩行者、標識、信号）の存在であれば、図５に示すように、仮想音源１０３の軌道（位置）１０４は、その物体１０１上となる。また、前記ステップ１０で取得した情報が車両１００に関する情報（例えば、車両１００の速度、水温、タイヤ空気圧）であれば、図６に示すように、仮想音源１０３の軌道（位置）１０４は、それらの情報と関連付けられた位置（例えば、情報が速度であれば速度計、情報が水温であれば水温計、情報がタイヤ空気圧であればタイヤ空気圧の表示部）となる。

ステップ４０では、案内音を鳴らすか否かを判断する。前記ステップ３０で生成した提示音の音源の種類と、仮想音源の軌道（位置）との組み合わせが、予め設定されたものであれば案内音を鳴らすと判断してステップ５０へ進み、それ以外の場合は案内音を鳴らさないと判断してステップ９０に進む。

ステップ５０では、案内音の音声信号格納部１５が、案内音の音源を取り出す。取り出される案内音の音源の種類は、前記ステップ３０で作成した、提示音の音源の種類と、提示音における仮想音源の軌道とに応じて、選択される。

ステップ６０では、提示軌道生成部１３が、案内音における仮想音源（第２の仮想音源）の軌道（位置）を生成する。仮想音源の軌道（位置）は、前記ステップ３０で作成した、提示音の音源の種類と、提示音における仮想音源の軌道とに応じて、選択される。例えば、前記ステップ３０で作成した、提示音の音源の種類と、提示音における仮想音源の軌道とが、特定の組み合わせである場合は、図４に示すように、仮想音源１０３の軌道（位置）１０４は、ドライバ（聴取者）１０７を囲む軌道となり、仮想音源１０３は、その軌道１０４上を周回する。また、前記ステップ３０で作成した、提示音の音源の種類と、提示音における仮想音源の軌道とが、別の組み合わせである場合は、仮想音源の軌道（位置）１０３は、上記とは異なるもの（例えば、車室内に存在する複数の固定点）となる。

ステップ７０では、前記ステップ５０で取り出した案内音の音源から、複数のスピーカ１９ごとの音声信号を生成する。その音声信号は、複数のスピーカ１９から音声を出力したとき、あたかも、前記ステップ６０で生成した、仮想音源の軌道（位置）上にある仮想音源から出力された音声であるように、ドライバに聞こえる（音像定位方向が前記ステップ６０で生成した軌道上にある仮想音源の方向である）というものである。複数のスピーカ１９ごとに作成された音声信号は、音声を出力するタイミング、音圧、周波数特性等がスピーカ１９ごとに異なる。そのことにより、上記のとおり、複数のスピーカ１９から出力された音声は、ドライバにとって、仮想音源から出力されたように聞こえる。複数のスピーカ１９ごとの音声信号は、ＷＦＳ（Ｗａｖｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ）やＨＯＡ（Ｈｉｇｈｅｒ‐Ｏｒｄｅｒ Ａｍｂｉｓｏｎｉｃｓ）等の周知のアルゴリズムを用いて作成することができる。

ステップ８０では、前記ステップ７０で作成した、複数のスピーカ１９ごとの音声信号を用いて、スピーカ１９から案内音（第２の音像）を出力する。この案内音は、上述したように、音像定位方向が前記ステップ６０で生成した軌道上にある仮想音源の方向である、立体音響である。

ステップ９０では、前記ステップ３０で作成した提示音の音源から、複数のスピーカ１９ごとの音声信号を生成する。その音声信号は、複数のスピーカ１９から音声を出力したとき、あたかも、前記ステップ３０で生成した、仮想音源の軌道（位置）上にある仮想音源から出力された音声であるように、ドライバに聞こえる（音像定位方向が前記ステップ３０で生成した軌道上にある仮想音源の方向である）ものである。複数のスピーカ１９ごとの音声信号は、前記ステップ７０の場合と同様に作成することができる。

ステップ１００では、前記ステップ９０で作成した、複数のスピーカ１９ごとの音声信号を用いて、スピーカ１９から提示音（第１の音像）を出力する。この提示音は、上述したように、音像定位方向が前記ステップ３０で生成した軌道上にある仮想音源の方向である、立体音響である。

３．音像提示装置１が奏する効果
（１）音像提示装置１は、立体音響（ドライバにとって、仮想音源から出力されたように聞こえる音像）である提示音を出力する前に、立体音響である案内音を出力する。そのため、ドライバは、案内音を聞くことで立体音響に慣れておくことができるため、その後、提示音を聞いたとき、その仮想音源の方向を推測することができる。
（２）音像提示装置１は、案内音における仮想音源の軌道（位置）を、提示音の音源の種類と、提示音における仮想音源の軌道とに応じて選択する。そのため、案内音における仮想音源の軌道は一定ではないので、ドライバが立体音響に慣れる効果が一層高い。
＜第２の実施形態＞
１．音像提示装置１の構成
音像提示装置１の構成を図７に基づいて説明する。図７は音像提示装置１の構成を表すブロック図である。

音像提示装置１は、仮想環境生成部２１を備える点以外は、前記第１の実施形態と同様であり、車外情報取得部３、車両情報取得部５、カーナビゲーション７、制御部９、提示音の音声信号生成部１１、提示軌道生成部１３、案内音の音声信号格納部１５、多ch信号生成部１７、及び複数のスピーカ１９を備える。

仮想環境生成部２１は、制御部９から音声提示命令を受けたとき、仮想環境を生成する。仮想環境については後述する。
２．音像提示装置１が実行する処理
音像提示装置１が実行する処理を、図８のフローチャート、及び図９〜図１０の説明図に基づいて説明する。

図８のステップ１１０では、制御部９が、車外情報取得部３、車両情報取得部５、及びカーナビゲーション７から情報を取得する。
ステップ１２０では、制御部９が提示音の音声信号生成部１１、提示軌道生成部１３、案内音の音声信号格納部１５、及び仮想環境生成部２１に、音声提示命令を出す。

ステップ１３０では、提示音の音声信号生成部１１が、提示音の音源を作成する。提示音の音源は、前記ステップ１１０で取得した情報の種類に対応付けられている。すなわち、情報の種類と、作成される音声信号とは予め対応付けられており、前記ステップ１１０で取得した情報の種類により、提示音の音源は一義的に決まる。

また、ステップ１３０では、提示軌道生成部１３が、提示音における仮想音源の軌道（位置）を生成する。仮想音源の軌道（位置）は、前記ステップ１１０で取得した情報に応じて生成される。

ステップ１４０では、仮想環境を生成する。仮想環境とは、案内音や提示音の立体的な伝播の性質・経路を決める環境であり、反射や残響の条件である。
仮想環境としては、例えば、図９に示すように、車両１００全体及び車外の仮想音源１０３を含む仮想の壁１０９から成るものがある。この場合、案内音、提示音は、この壁１０９において、反射及び残響するように生成される。

また、仮想環境としては、例えば、図１０に示すように、車両１００の車室１００ａ、及び車室１００ａ内の仮想音源１０３を含む仮想の壁１０９から成るものがある。この場合、案内音、提示音は、この壁１０９において、反射及び残響するように生成される。

ステップ１５０では、案内音を鳴らすか否かを判断する。前記ステップ１３０で生成した提示音の音源の種類と、仮想音源の軌道（位置）との組み合わせが、予め設定されたものであれば案内音を鳴らすと判断してステップ１６０へ進み、それ以外の場合は案内音を鳴らさないと判断してステップ２００に進む。

ステップ１６０では、案内音の音声信号格納部１５が、案内音の音源を取り出す。取り出される案内音の音源の種類は、前記ステップ１３０で作成した、提示音の音源の種類と、提示音における仮想音源の軌道とに応じて、選択される。

ステップ１７０では、提示軌道生成部１３が、案内音における仮想音源の軌道（位置）を生成する。仮想音源の軌道（位置）は、前記ステップ１３０で作成した、提示音の音源の種類と、提示音における仮想音源の軌道とに応じて、選択される。

ステップ１８０では、前記ステップ１６０で取り出した案内音の音源から、複数のスピーカ１９ごとの音声信号を生成する。その音声信号は、複数のスピーカ１９から音声を出力したとき、あたかも、前記ステップ１７０で生成した、仮想音源の軌道（位置）上にある仮想音源から出力された音声であるように、ドライバに聞こえる（音像定位方向が前記ステップ１７０で生成した軌道上にある仮想音源の方向である）ものである。

また、本ステップ１８０で作成した音声信号は、複数のスピーカ１９から音声を出力したとき、前記ステップ１４０で生成した仮想環境（例えば図９、図１０に示す仮想の壁１０９が存在する環境）にある場合と同様の、反射及び残響を有する。

複数のスピーカ１９ごとに作成された音声信号は、音声を出力するタイミング、音圧、周波数特性等がスピーカ１９ごとに異なる。そのことにより、上記のとおり、複数のスピーカ１９から出力された音声は、ドライバにとって、仮想音源から出力され、前記ステップ１４０で生成した仮想環境にあるように聞こえる。複数のスピーカ１９ごとの音声信号は、ＷＦＳ（Ｗａｖｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ）やＨＯＡ（Ｈｉｇｈｅｒ‐Ｏｒｄｅｒ Ａｍｂｉｓｏｎｉｃｓ）等の周知のアルゴリズムを用いて作成することができる。

ステップ１９０では、前記ステップ１８０で作成した、複数のスピーカ１９ごとの音声信号を用いて、スピーカ１９から案内音を出力する。この案内音は、上述したように、音像定位方向が前記ステップ１７０で生成した軌道上にある仮想音源の方向であり、前記ステップ１４０で生成した仮想環境にある場合と同様の反射及び残響を有する立体音響である。

ステップ２００では、前記ステップ１３０で作成した提示音の音源から、複数のスピーカ１９ごとの音声信号を生成する。その音声信号は、複数のスピーカ１９から音声を出力したとき、あたかも、前記ステップ１３０で生成した、仮想音源の軌道（位置）上にある仮想音源から出力された音声であるように、ドライバに聞こえる（音像定位方向が前記ステップ１３０で生成した軌道上にある仮想音源の方向である）ものである。

また、本ステップ２００で作成した音声信号は、複数のスピーカ１９から音声を出力したとき、前記ステップ１４０で生成した仮想環境（例えば図９、図１０に示す仮想の壁１０９が存在する環境）にある場合と同様の、反射及び残響を有する。複数のスピーカ１９ごとの音声信号は、前記ステップ１８０の場合と同様に作成することができる。

ステップ２１０では、前記ステップ２００で作成した、複数のスピーカ１９ごとの音声信号を用いて、スピーカ１９から提示音を出力する。この提示音は、上述したように、音像定位方向が前記ステップ１３０で生成した軌道上にある仮想音源の方向であり、前記ステップ１４０で生成した仮想環境にある場合と同様の反射及び残響を有する立体音像である。

３．音像提示装置１が奏する効果
（１）音像提示装置１は、前記第１の実施形態と同様の効果を奏する。
（２）音像提示装置１では、案内音と提示音について、同一の仮想環境を設定しているので、案内音と提示音の反射特性及び残響特性が同一である。そのため、ドライバは、案内音を聞いておくことにより、提示音を一層聞き取りやすくなる。

尚、本発明は前記実施の形態になんら限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。
例えば、スピーカ１９の代わりに、ヘッドフォンを用いてもよい。また、提示音を出力する場合は、常に案内音を出力するようにしてもよい。

１・・・音像提示装置、３・・・車外情報取得部、５・・・車両情報取得部、
７・・・カーナビゲーション、９・・・制御部、１１・・・提示音の音声信号生成部、
１３・・・提示軌道生成部、１５・・・案内音の音声信号格納部、１７・・・多ch信号生成部、
１９・・・スピーカ、２１・・・仮想環境生成部、１００・・・車両、
１００ａ・・・車室、１０３・・・仮想音源、１０４・・・軌道、
１０７・・・ドライバ、１０９・・・壁

Claims (4)

1. 車外、又は車両に関する情報を取得する情報取得部と、
   前記情報に応じて第１の仮想音源を設定する第１の仮想音源設定手段と、
   音像定位方向が前記第１の仮想音源に略一致する第１の音像を車室内に生成する第１の音像生成手段と、
   前記第１の音像に応じて、第２の仮想音源を設定する第２の仮想音源設定手段と、
   音像定位方向が前記第２の仮想音源に略一致する第２の音像を、前記第１の音像よりも先に、車室内に生成する第２の音像生成手段と、
   を備えることを特徴とする音像提示装置。
2. 前記第１の音像と前記第２の音像の反射特性又は残響特性が略同一であることを特徴とする請求項１記載の音像提示装置。
3. 前記第２の仮想音源は複数設定されることを特徴とする請求項１又は２記載の音像提示装置。
4. 前記第２の仮想音源は、聴取者を囲む軌道上を移動することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の音像提示装置。