JP3191897B2 - 警報音発生装置 - Google Patents
警報音発生装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は緊急自動車などで用いる
警報音発生装置に関し、特に指向性の向上に係わる。
警報音発生装置に関し、特に指向性の向上に係わる。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来の
緊急自動車等の車両２では通常図７Ａのように２つの指
向性スピーカＳ 1 ，Ｓ2 を左右に並べて一つの信号発生
装置から同時に駆動して警報音を発生させている。この
結果、十分遠方では図７のＢ，Ｃの特性を掛け合わせた
ような指向性をもって音波を発生していることになる。
図Ｂは２つのスピーカを同じ信号で駆動することによる
指向性で、図Ｃはスピーカ固有の指向性である。しかし
ながらその指向特性は十分ではない。
緊急自動車等の車両２では通常図７Ａのように２つの指
向性スピーカＳ 1 ，Ｓ2 を左右に並べて一つの信号発生
装置から同時に駆動して警報音を発生させている。この
結果、十分遠方では図７のＢ，Ｃの特性を掛け合わせた
ような指向性をもって音波を発生していることになる。
図Ｂは２つのスピーカを同じ信号で駆動することによる
指向性で、図Ｃはスピーカ固有の指向性である。しかし
ながらその指向特性は十分ではない。
【０００３】本発明の目的は、できるだけ鋭い指向性を
もった警報音発生装置を提供することにある。
もった警報音発生装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】（１) 請求項１の警報音
発生装置は、車両前方に向けて、前後方向にずらして前
記車両に配設される複数のスピーカと、それらスピーカ
の内の最前列（又は最後列）のスピーカ及び装置内の所
定部に警報信号を分配供給する信号発生部と、その信号
発生部より分配供給される警報信号の位相を、車両前方
の音波の時間平均パワーが最大となるように、前記最前
列（又は最後列）のスピーカを除く各スピーカごとに、
それぞれ制御した信号を作成して、各スピーカに入力す
る移相部とにより構成される。
発生装置は、車両前方に向けて、前後方向にずらして前
記車両に配設される複数のスピーカと、それらスピーカ
の内の最前列（又は最後列）のスピーカ及び装置内の所
定部に警報信号を分配供給する信号発生部と、その信号
発生部より分配供給される警報信号の位相を、車両前方
の音波の時間平均パワーが最大となるように、前記最前
列（又は最後列）のスピーカを除く各スピーカごとに、
それぞれ制御した信号を作成して、各スピーカに入力す
る移相部とにより構成される。
【０００５】（２) 請求項２の発明では、前記（１) 項
記載の警報音発生装置において、前記移相部が、前記複
数のスピーカの内の前記最前列（又は最後列）のスピー
カを除くスピーカにそれぞれ警報信号を入力する電圧制
御発振器部と、前記最前列（又は最後列）のスピーカを
除く各スピーカの入力信号の前記最前列（又は最後列）
のスピーカの入力信号に対する各位相差を、車両前方の
音波の時間平均パワーが最大となるように、前記走行速
度に応じて設定する位相差設定部と、前記各スピーカの
入力信号と前記最前列（又は最後列）のスピーカの入力
信号との位相を比較し、前者の後者に対する位相差が、
前記位相差設定部で設定された値に一致するように、前
記電圧制御発振器部を制御する位相比較部とにより構成
される。
記載の警報音発生装置において、前記移相部が、前記複
数のスピーカの内の前記最前列（又は最後列）のスピー
カを除くスピーカにそれぞれ警報信号を入力する電圧制
御発振器部と、前記最前列（又は最後列）のスピーカを
除く各スピーカの入力信号の前記最前列（又は最後列）
のスピーカの入力信号に対する各位相差を、車両前方の
音波の時間平均パワーが最大となるように、前記走行速
度に応じて設定する位相差設定部と、前記各スピーカの
入力信号と前記最前列（又は最後列）のスピーカの入力
信号との位相を比較し、前者の後者に対する位相差が、
前記位相差設定部で設定された値に一致するように、前
記電圧制御発振器部を制御する位相比較部とにより構成
される。
【０００６】（３) 請求項３の発明では前記（１) 項記
載の警報音発生装置において、前記スピーカは、最前列
（又は最後列）の第１スピーカ乃至最後列（又は最前
列）の第ｎスピーカ（ｎ≧３) とより成り、前記信号発
生部は、第１周波数ｆ1 、第２周波数ｆ2 …、第（ｎ−
１) 周波数ｆn-1 （ただしｆ1 ＞ｆ2 …＞ｆn-1 ）の警
報信号をそれぞれ切換、発生するものであり、前記移相
部は、前記信号発生部より分配供給される前記第１乃至
第（ｎ−１) 周波数の警報信号の位相を対応する前記第
２乃至第ｎスピーカごとに偏倚させた信号を作成し、各
スピーカに入力するものである。
載の警報音発生装置において、前記スピーカは、最前列
（又は最後列）の第１スピーカ乃至最後列（又は最前
列）の第ｎスピーカ（ｎ≧３) とより成り、前記信号発
生部は、第１周波数ｆ1 、第２周波数ｆ2 …、第（ｎ−
１) 周波数ｆn-1 （ただしｆ1 ＞ｆ2 …＞ｆn-1 ）の警
報信号をそれぞれ切換、発生するものであり、前記移相
部は、前記信号発生部より分配供給される前記第１乃至
第（ｎ−１) 周波数の警報信号の位相を対応する前記第
２乃至第ｎスピーカごとに偏倚させた信号を作成し、各
スピーカに入力するものである。
【０００７】（４) 請求項４の発明は、前記（３) 項記
載の警報音発生装置において、前記移相部が、前記第２
乃至第ｎスピーカにそれぞれ警報信号を入力する電圧制
御発振器部と、前記第２乃至第ｎスピーカの各入力信号
のそれぞれ前記第１乃至第（ｎ−１）周波数の警報信号
に対する位相差を設定する位相差設定部と、前記第２乃
至第ｎスピーカの各入力信号と前記第１乃至第（ｎ−
１) 周波数の警報信号との位相をそれぞれ比較し、前者
の後者に対する位相差が、前記位相差設定部で設定され
た値に一致するように、前記電圧制御発振器部を制御す
る位相比較部とより構成される。
載の警報音発生装置において、前記移相部が、前記第２
乃至第ｎスピーカにそれぞれ警報信号を入力する電圧制
御発振器部と、前記第２乃至第ｎスピーカの各入力信号
のそれぞれ前記第１乃至第（ｎ−１）周波数の警報信号
に対する位相差を設定する位相差設定部と、前記第２乃
至第ｎスピーカの各入力信号と前記第１乃至第（ｎ−
１) 周波数の警報信号との位相をそれぞれ比較し、前者
の後者に対する位相差が、前記位相差設定部で設定され
た値に一致するように、前記電圧制御発振器部を制御す
る位相比較部とより構成される。
【０００８】（５) 請求項５の発明では、前記（１) 乃
至（４) 項のいずれかに記載の警報音発生装置におい
て、前記警報信号の周波数及び前記各スピーカと前記最
前列（又は最後列）のスピーカとの前後方向の間隔は、
前記車両の後方における音波の時間平均パワーがほぼ最
小となるように設定される。 （６) 請求項６の発明では、前記（１) 乃至（５) 項の
いずれかに記載の警報音発生装置において、前記速度測
定部が、測定用信号の発生装置と、その発生装置の出力
を入力し、車両前方に向けて放音する発音体と、その発
音体の前方及び後方にそれぞれ近接して配設される第１
及び第２マイクロホンと、前記発音体より放音した音波
と前記第１、第２マイクロホンで受音した音波との間の
時間差をそれぞれ測定する時間差測定部と、その時間差
測定部の測定値から前記車両の走行速度を測定する走行
速度測定部とにより構成される。
至（４) 項のいずれかに記載の警報音発生装置におい
て、前記警報信号の周波数及び前記各スピーカと前記最
前列（又は最後列）のスピーカとの前後方向の間隔は、
前記車両の後方における音波の時間平均パワーがほぼ最
小となるように設定される。 （６) 請求項６の発明では、前記（１) 乃至（５) 項の
いずれかに記載の警報音発生装置において、前記速度測
定部が、測定用信号の発生装置と、その発生装置の出力
を入力し、車両前方に向けて放音する発音体と、その発
音体の前方及び後方にそれぞれ近接して配設される第１
及び第２マイクロホンと、前記発音体より放音した音波
と前記第１、第２マイクロホンで受音した音波との間の
時間差をそれぞれ測定する時間差測定部と、その時間差
測定部の測定値から前記車両の走行速度を測定する走行
速度測定部とにより構成される。
【０００９】（７) 請求項７の発明では、前記（１) 乃
至（６) 項のいずれかに記載の警報音発生装置におい
て、前記速度測定部が、車両の走行速度と共に音速を測
定し、その測定された走行速度と音速に応じて、前記移
相部が、前記各スピーカ入力信号の位相を制御するもの
である。
至（６) 項のいずれかに記載の警報音発生装置におい
て、前記速度測定部が、車両の走行速度と共に音速を測
定し、その測定された走行速度と音速に応じて、前記移
相部が、前記各スピーカ入力信号の位相を制御するもの
である。
【００１０】
【実施例】本発明では、複数のスピーカを車両の前後方
向にずらせて配置し、それぞれの発生する音波の位相を
制御することで鋭い指向性を持たせることが特徴であ
る。またその際に、自動車などの走行速度に依存するド
ップラー効果も考慮する。図５は本発明におけるスピー
カの配置例を示す。車両２の前後方向にずらせてスピー
カを配設する。間隔はおよそ発生する音の波長の１／４
程度が目安となる。スピーカの個数を多くするほど強い
指向性を持たせることができる。
向にずらせて配置し、それぞれの発生する音波の位相を
制御することで鋭い指向性を持たせることが特徴であ
る。またその際に、自動車などの走行速度に依存するド
ップラー効果も考慮する。図５は本発明におけるスピー
カの配置例を示す。車両２の前後方向にずらせてスピー
カを配設する。間隔はおよそ発生する音の波長の１／４
程度が目安となる。スピーカの個数を多くするほど強い
指向性を持たせることができる。
【００１１】図１Ａは本発明の請求項１の実施例の構成
を示す。ここでは警報信号として正弦波を用い、スピー
カの個数を４個とする。信号発生部４の出力を直接最前
列のスピーカＳ1 へ、また移相部５を通してスピーカＳ
2 〜Ｓ4 に供給する。移相部５は警報信号の位相をスピ
ーカＳ1 の入力の位相を基準として各スピーカごとに制
御する。これはＶＣＯと位相比較器を用いるＰＬＬ制御
或いは遅延器を制御器で制御する方法で実現できる。位
相調整方法は後述するが、スピーカの間隔、警報信号の
周波数、車両の走行速度に依存して所望の指向性を得る
ように決定される。
を示す。ここでは警報信号として正弦波を用い、スピー
カの個数を４個とする。信号発生部４の出力を直接最前
列のスピーカＳ1 へ、また移相部５を通してスピーカＳ
2 〜Ｓ4 に供給する。移相部５は警報信号の位相をスピ
ーカＳ1 の入力の位相を基準として各スピーカごとに制
御する。これはＶＣＯと位相比較器を用いるＰＬＬ制御
或いは遅延器を制御器で制御する方法で実現できる。位
相調整方法は後述するが、スピーカの間隔、警報信号の
周波数、車両の走行速度に依存して所望の指向性を得る
ように決定される。
【００１２】図２は本発明の請求項２の実施例の構成を
示す図である。この例では、移相部５はＶＣＯ部８と、
位相比較部９と、位相差（オフセット）設定部１０とで
構成される。また信号発生部４はＶＣＯ４ａと制御電圧
発生器４ｂとで構成される。この場合スピーカＳ2 ，Ｓ
3 ，Ｓ4 ごとに電圧制御発振器（ＶＣＯ）を用意し、そ
れぞれの出力の位相が基準の信号発生部４の出力と所望
の位相差（オフセット）に保たれるように位相を制御す
るＰＬＬ制御を用いている。位相差は、この場合もスピ
ーカの間隔と発振周波数および走行速度で設定する。図
２の構成ではそれぞれの発振器の出力を使って閉ループ
で制御するので、警報信号の周波数の変更、走行速度の
変化に柔軟に追随できる。
示す図である。この例では、移相部５はＶＣＯ部８と、
位相比較部９と、位相差（オフセット）設定部１０とで
構成される。また信号発生部４はＶＣＯ４ａと制御電圧
発生器４ｂとで構成される。この場合スピーカＳ2 ，Ｓ
3 ，Ｓ4 ごとに電圧制御発振器（ＶＣＯ）を用意し、そ
れぞれの出力の位相が基準の信号発生部４の出力と所望
の位相差（オフセット）に保たれるように位相を制御す
るＰＬＬ制御を用いている。位相差は、この場合もスピ
ーカの間隔と発振周波数および走行速度で設定する。図
２の構成ではそれぞれの発振器の出力を使って閉ループ
で制御するので、警報信号の周波数の変更、走行速度の
変化に柔軟に追随できる。
【００１３】図４は走行速度ｖを音速Ｖとともに測定す
る方法を示す。警報音発生用スピーカとは別にスピーカ
２１を用意し、パルス列またはＭ系列雑音で駆動する。
スピーカ２１の出力をマイクロホン２２，２３で受け
て、各マイクロホンの出力Ｍ1（ｔ）、Ｍ2 （ｔ）のス
ピーカ駆動信号Ｓ（ｔ）との時間差Δｔ1 ，Δｔ2 から
音速Ｖ、車両の走行速度ｖを算出する。前方のマイクロ
ホン２１だけでは音速Ｖと走行速度ｖの差Ｖ−ｖ＝Ｌ1
／Δｔ1 が測定できるが、それぞれを分離した速度は分
からない。後方にもうひとつのマイクロホン２３をおい
て時間差Δｔ2 を測定すると、音速Ｖと走行速度ｖの和
Ｖ＋ｖ＝Ｌ2 ／Δｔ2 が測定できる。ここでＬ1 ，Ｌ2
はマイクロホン２２，２３とスピーカ２１との間隔であ
る。各速度の差及び和から、Ｖ及びｖを測定できる。こ
の結果を使ってスピーカごとの位相差を制御すればよ
い。この速度測定用のスピーカ２１を警報音発生用スピ
ーカと共用し、速度測定用のＭ系列信号を警報音に重畳
することも可能である。警報音が正弦波の場合にはその
成分をフィルタで除去すれば、時間差が測定できるため
である。
る方法を示す。警報音発生用スピーカとは別にスピーカ
２１を用意し、パルス列またはＭ系列雑音で駆動する。
スピーカ２１の出力をマイクロホン２２，２３で受け
て、各マイクロホンの出力Ｍ1（ｔ）、Ｍ2 （ｔ）のス
ピーカ駆動信号Ｓ（ｔ）との時間差Δｔ1 ，Δｔ2 から
音速Ｖ、車両の走行速度ｖを算出する。前方のマイクロ
ホン２１だけでは音速Ｖと走行速度ｖの差Ｖ−ｖ＝Ｌ1
／Δｔ1 が測定できるが、それぞれを分離した速度は分
からない。後方にもうひとつのマイクロホン２３をおい
て時間差Δｔ2 を測定すると、音速Ｖと走行速度ｖの和
Ｖ＋ｖ＝Ｌ2 ／Δｔ2 が測定できる。ここでＬ1 ，Ｌ2
はマイクロホン２２，２３とスピーカ２１との間隔であ
る。各速度の差及び和から、Ｖ及びｖを測定できる。こ
の結果を使ってスピーカごとの位相差を制御すればよ
い。この速度測定用のスピーカ２１を警報音発生用スピ
ーカと共用し、速度測定用のＭ系列信号を警報音に重畳
することも可能である。警報音が正弦波の場合にはその
成分をフィルタで除去すれば、時間差が測定できるため
である。
【００１４】位相差の設定法について、簡単化のため２
つのスピーカＳ1 ，Ｓ2 を車両の前後にずらせて配置し
た図５の場合について説明する。スピーカの間隔をＬ、
警報信号の周波数をｆ、進行方向に対し後のスピーカＳ
2 の入力の前のスピーカＳ1の入力に対する位相差を
θ、音速及び走行速度をそれぞれＶ，ｖ、前後の各スピ
ーカからの音波の振幅をそれぞれａ，ｂとすると、十分
遠方の前方での音波の瞬時パワーＰ（ｔ）は次のように
計算できる。
つのスピーカＳ1 ，Ｓ2 を車両の前後にずらせて配置し
た図５の場合について説明する。スピーカの間隔をＬ、
警報信号の周波数をｆ、進行方向に対し後のスピーカＳ
2 の入力の前のスピーカＳ1の入力に対する位相差を
θ、音速及び走行速度をそれぞれＶ，ｖ、前後の各スピ
ーカからの音波の振幅をそれぞれａ，ｂとすると、十分
遠方の前方での音波の瞬時パワーＰ（ｔ）は次のように
計算できる。
【００１５】 Ｐ（ｔ）＝｜ａsin ｛２πＶｆｔ／（Ｖ−ｖ）｝＋ ｂsin 〔｛２πＶｆ（ｔ−Ｌ／Ｖ）／（Ｖ−ｖ）｝＋θ〕｜2 …（１) 従って、時間平均パワーＰａは Ｐａ＝ａ2 ＋ｂ2 ＋２ａｂcos 〔２πｆ｛Ｌ／（Ｖ−ｖ）｝＋θ〕 …（２) 同様に十分遠方において、前方より角度φの方向の平均
パワーＰａ（φ）は Ｐa(φ）＝a2＋b2＋２ab cos〔２πｆ｛Ｌcos φ／（Ｖ−ｖcos φ）｝＋θ〕 …（３) なおφ＝０のときが進行方向前方、即ち、車両が直進す
るものとして車両前方、φ＝π／２のときが真横、φ＝
πのときが真後ろに対応する。
パワーＰａ（φ）は Ｐa(φ）＝a2＋b2＋２ab cos〔２πｆ｛Ｌcos φ／（Ｖ−ｖcos φ）｝＋θ〕 …（３) なおφ＝０のときが進行方向前方、即ち、車両が直進す
るものとして車両前方、φ＝π／２のときが真横、φ＝
πのときが真後ろに対応する。
【００１６】（２) 式の車両前方の平均パワーＰａを最
大にするには、 ２πｆ｛Ｌ／（Ｖ−ｖ）｝＋θ＝０±２ｍπ …（４) を満足するように、走行速度ｖに応じて位相差θを制御
すればよい。 ∴ θ＝±２ｍπ−２πｆＬ／（Ｖ−ｖ） …（４′） 更に、（３) 式でφ＝πとした車両後方の平均パワーＰ
ａを最小にするには、 −２πｆ｛Ｌ／（Ｖ＋ｖ）｝＋θ＝±π±２ｍπ …（５) を満足させねばならない。（４′）、（５) 式より ｆ＝（１＋２ｍ）（Ｖ2 −ｖ2 ）／４ＶＬ …（６) （４) 式、（５) 式を満足させるようにｆとθを設定す
れば前方に強く、後方に弱く音波を伝えることができ
る。しかし、車両後方の平均パワーＰａを最小にするた
めに必要な（５) 式は、車両前方における平均パワーＰ
ａを最大にするために必要な（４) 式ほど重要ではない
ので、近似的に成立すればよい。そこでＶ≫ｖであるの
で、ｖを省略し、 ｆ≒（１＋２ｍ）Ｖ／４Ｌ …（６′) を満足する周波数ｆを設定する。
大にするには、 ２πｆ｛Ｌ／（Ｖ−ｖ）｝＋θ＝０±２ｍπ …（４) を満足するように、走行速度ｖに応じて位相差θを制御
すればよい。 ∴ θ＝±２ｍπ−２πｆＬ／（Ｖ−ｖ） …（４′） 更に、（３) 式でφ＝πとした車両後方の平均パワーＰ
ａを最小にするには、 −２πｆ｛Ｌ／（Ｖ＋ｖ）｝＋θ＝±π±２ｍπ …（５) を満足させねばならない。（４′）、（５) 式より ｆ＝（１＋２ｍ）（Ｖ2 −ｖ2 ）／４ＶＬ …（６) （４) 式、（５) 式を満足させるようにｆとθを設定す
れば前方に強く、後方に弱く音波を伝えることができ
る。しかし、車両後方の平均パワーＰａを最小にするた
めに必要な（５) 式は、車両前方における平均パワーＰ
ａを最大にするために必要な（４) 式ほど重要ではない
ので、近似的に成立すればよい。そこでＶ≫ｖであるの
で、ｖを省略し、 ｆ≒（１＋２ｍ）Ｖ／４Ｌ …（６′) を満足する周波数ｆを設定する。
【００１７】周波数ｆが指定された一定値の時は、スピ
ーカ間隔Ｌを（６) 式より Ｌ＝（１＋２ｍ）（Ｖ2 −ｖ2 ）／（４ｆ×Ｖ） …（７) とすればよい。ところで、（７) 式において、スピーカ
間隔Ｌを走行速度ｖに応じて変えることは一般にでき
ず、多くの場合（走行速度）ｖは音速Ｖよりも格段に小
さいのでｖを無視して、 Ｌ≒（１＋２ｍ）Ｖ／４ｆ …（７′） とすれば、（５) 式は近似的に満足する。このようにｆ
が一定の時は、間隔Ｌとθを決めればよい。いずれにし
ても、ｆとＬは後方のパワーがほぼ最小となるように設
定される（請求項５) 。
ーカ間隔Ｌを（６) 式より Ｌ＝（１＋２ｍ）（Ｖ2 −ｖ2 ）／（４ｆ×Ｖ） …（７) とすればよい。ところで、（７) 式において、スピーカ
間隔Ｌを走行速度ｖに応じて変えることは一般にでき
ず、多くの場合（走行速度）ｖは音速Ｖよりも格段に小
さいのでｖを無視して、 Ｌ≒（１＋２ｍ）Ｖ／４ｆ …（７′） とすれば、（５) 式は近似的に満足する。このようにｆ
が一定の時は、間隔Ｌとθを決めればよい。いずれにし
ても、ｆとＬは後方のパワーがほぼ最小となるように設
定される（請求項５) 。
【００１８】なお、（４) 式、（５) 式ともに右辺には
２ｍπ（ｍは自然数）の自由度があり、都合のよい組合
せを選択することができる。ただしこの場合、前方以外
にもｍ個だけ横方向にも指向性の強い方向ができる（図
５参照）。これまでにスピーカが２個の場合を説明した
が、２個以上の場合には、同様に各スピーカＳi 入力
の、スピーカＳ1 入力に対する位相差θi と、Ｓ1 との
間隔Ｌi を（４) 式、（５) 式によって設定すればよ
い。
２ｍπ（ｍは自然数）の自由度があり、都合のよい組合
せを選択することができる。ただしこの場合、前方以外
にもｍ個だけ横方向にも指向性の強い方向ができる（図
５参照）。これまでにスピーカが２個の場合を説明した
が、２個以上の場合には、同様に各スピーカＳi 入力
の、スピーカＳ1 入力に対する位相差θi と、Ｓ1 との
間隔Ｌi を（４) 式、（５) 式によって設定すればよ
い。
【００１９】救急車のように周波数がｆ1 ，ｆ2 （ｆ1
＞ｆ2 ）の２種類の場合には、図２及び図４Ｂに示すよ
うにスピーカを最低３個車両の前後方向に並べて、周波
数が高い（ｆ＝ｆ1 ）ときには間隔Ｌ1 の小さいスピー
カＳ1 とＳ2 を使い、周波数の低い（ｆ＝ｆ2 ）ときに
は間隔Ｌ2 の大きいスピーカＳ1 とＳ3 を使うと両方の
周波数に対して所望の指向性が得られる。周波数が（ｎ
−１) 種類の場合にはｎ個のスピーカを用いればよい。
＞ｆ2 ）の２種類の場合には、図２及び図４Ｂに示すよ
うにスピーカを最低３個車両の前後方向に並べて、周波
数が高い（ｆ＝ｆ1 ）ときには間隔Ｌ1 の小さいスピー
カＳ1 とＳ2 を使い、周波数の低い（ｆ＝ｆ2 ）ときに
は間隔Ｌ2 の大きいスピーカＳ1 とＳ3 を使うと両方の
周波数に対して所望の指向性が得られる。周波数が（ｎ
−１) 種類の場合にはｎ個のスピーカを用いればよい。
【００２０】図１Ｂは図１Ａの移相部５を図２と同様に
ＶＣＯ部８と位相比較部９と位相差設定部１０とで構成
しＰＬＬ制御を行う場合である。図５Ｄのような配置で
は、横方向に並んだ中央のスピーカＳ2 とＳ2 ′は進行
方向の中心軸上にあるものとして図５Ｂの場合と同様に
間隔Ｌ1 ，Ｌ2 を設定すれば同じように前方と後方の指
向性を制御できる。図５Ｄの配置ではさらに横方向の指
向性（右方向と左方向で異なる指向性）を持たせること
が可能となる。
ＶＣＯ部８と位相比較部９と位相差設定部１０とで構成
しＰＬＬ制御を行う場合である。図５Ｄのような配置で
は、横方向に並んだ中央のスピーカＳ2 とＳ2 ′は進行
方向の中心軸上にあるものとして図５Ｂの場合と同様に
間隔Ｌ1 ，Ｌ2 を設定すれば同じように前方と後方の指
向性を制御できる。図５Ｄの配置ではさらに横方向の指
向性（右方向と左方向で異なる指向性）を持たせること
が可能となる。
【００２１】以下に具体的な数値例を図５Ｃの場合につ
いて示す。（４) 式を満たすようにθを設定すると、前
方へのパワーは Ｐａ（０) ＝ａ2 ＋ｂ2 ＋２ａｂ …（８) となるが、後方は Ｐａ（π）＝ａ2 ＋ｂ2 ＋２ａｂ cos｛４πｆＶＬ／（Ｖ2 −ｖ2 ）｝ …（９) である。
いて示す。（４) 式を満たすようにθを設定すると、前
方へのパワーは Ｐａ（０) ＝ａ2 ＋ｂ2 ＋２ａｂ …（８) となるが、後方は Ｐａ（π）＝ａ2 ＋ｂ2 ＋２ａｂ cos｛４πｆＶＬ／（Ｖ2 −ｖ2 ）｝ …（９) である。
【００２２】ｆ＝５００（Ｈｚ），Ｖ＝３４０（ｍ／
ｓ），ｖ＝０（ｍ／ｓ）であれば、Ｌは（６′）式又は
（７′) 式よりＬ＝（１＋２ｍ）Ｖ／４ｆ＝Ｖ／４ｆ＝
０．１７（ｍ）（ｍ＝０) とすると、θは（４) 又は
（４′）式よりθ＝−２πｆＬ／Ｖ＝−π／２となる。
車の速度ｖが増加すると、それに応じてθを変えて、
（４) 式を満たすようにすると、（５) 式は成立しなく
なるが、Ｖ≫ｖなので後方へのパワーは最小値より少し
増加するだけである。またｍ＝１としてＬ＝３Ｖ／４ｆ
＝０．５１（ｍ）又はｍ＝２としてＬ＝５Ｖ／４ｆ＝
０．８５（ｍ）としてもよい。これらの場合の指向特性
を図６に示す。
ｓ），ｖ＝０（ｍ／ｓ）であれば、Ｌは（６′）式又は
（７′) 式よりＬ＝（１＋２ｍ）Ｖ／４ｆ＝Ｖ／４ｆ＝
０．１７（ｍ）（ｍ＝０) とすると、θは（４) 又は
（４′）式よりθ＝−２πｆＬ／Ｖ＝−π／２となる。
車の速度ｖが増加すると、それに応じてθを変えて、
（４) 式を満たすようにすると、（５) 式は成立しなく
なるが、Ｖ≫ｖなので後方へのパワーは最小値より少し
増加するだけである。またｍ＝１としてＬ＝３Ｖ／４ｆ
＝０．５１（ｍ）又はｍ＝２としてＬ＝５Ｖ／４ｆ＝
０．８５（ｍ）としてもよい。これらの場合の指向特性
を図６に示す。
【００２３】これ迄の説明では、位相の基準を与える入
力信号に対応するスピーカ（基準となるスピーカとも言
う）Ｓ1 が最前列にあるものとしたが、この基準となる
スピーカＳ1 が最後列にあっても、これまでと同様に各
スピーカ入力の位相を制御すれば、指向特性を向上でき
ることは明らかである。これ迄の説明では、移相部５は
速度測定部７で測定された車両の走行速度ｖに応じて、
各スピーカ入力の位相を制御するものとしたが、精度を
向上させるために、速度測定部で走行速度ｖと共に音速
Ｖ（風向きや風速及び気圧等で変化する）を測定し、こ
れら両者の変化に応じて（４) 式を満足させるように位
相制御を行うようにしてもよい（請求項７) 。
力信号に対応するスピーカ（基準となるスピーカとも言
う）Ｓ1 が最前列にあるものとしたが、この基準となる
スピーカＳ1 が最後列にあっても、これまでと同様に各
スピーカ入力の位相を制御すれば、指向特性を向上でき
ることは明らかである。これ迄の説明では、移相部５は
速度測定部７で測定された車両の走行速度ｖに応じて、
各スピーカ入力の位相を制御するものとしたが、精度を
向上させるために、速度測定部で走行速度ｖと共に音速
Ｖ（風向きや風速及び気圧等で変化する）を測定し、こ
れら両者の変化に応じて（４) 式を満足させるように位
相制御を行うようにしてもよい（請求項７) 。
【００２４】
【発明の効果】この発明では、車両の前後方向にずらせ
て複数のスピーカを配設し、各スピーカ入力の位相を、
車両前方における音波の時間平均パワーが最大となるよ
うに、走行速度に応じて制御するようにしたので、車両
前方における音波の指向特性を従来より鋭くすることが
できる。
て複数のスピーカを配設し、各スピーカ入力の位相を、
車両前方における音波の時間平均パワーが最大となるよ
うに、走行速度に応じて制御するようにしたので、車両
前方における音波の指向特性を従来より鋭くすることが
できる。
【００２５】また、警報信号の周波数及びスピーカの間
隔を選定することにより車両後方の平均パワーをほぼ最
小にすることができる。この発明は、救急車のように異
なる周波数の警報音を切換えて放音する場合にも適用す
ることができる。
隔を選定することにより車両後方の平均パワーをほぼ最
小にすることができる。この発明は、救急車のように異
なる周波数の警報音を切換えて放音する場合にも適用す
ることができる。
【図１】Ａ及びＢはそれぞれ請求項１又は３の発明の実
施例を示すブロック図。
施例を示すブロック図。
【図２】請求項２の発明の実施例を示すブロック図。
【図３】請求項４の発明の実施例を示すブロック図。
【図４】図１乃至図３の速度測定部７の一例を示すブロ
ック図。
ック図。
【図５】この発明におけるスピーカの配設例を示す原理
的な平面図。
的な平面図。
【図６】車両前方及び後方の音波の平均パワーを最大又
はほぼ最小となるように、２個のスピーカの各入力相互
の位相差を制御すると共に警報信号の周波数及びスピー
カ間隔を選定した場合の音波の指向特性の一例を示す
図。
はほぼ最小となるように、２個のスピーカの各入力相互
の位相差を制御すると共に警報信号の周波数及びスピー
カ間隔を選定した場合の音波の指向特性の一例を示す
図。
【図７】Ａは従来の警報音発生装置のスピーカ配置を示
す原理的な平面図、Ｂ及びＣは従来の音波の指向特性を
構成する２つの要素を示す図。
す原理的な平面図、Ｂ及びＣは従来の音波の指向特性を
構成する２つの要素を示す図。
Claims (8)
- 【請求項１】 発音軸を車両前方に向けて車両の前後方
向に配列させた複数のスピーカと、前記スピーカのうち
最前列又は最後列に配置された主スピーカに警報信号を
分配供給する信号発生部と、 車両前方における音波の時間平均パワーが最大となるよ
うに、前記主スピーカを除く各スピーカごとに、これら
に分配供給される警報信号の位相を制御する移相部と、
を有する警報音発生装置。 - 【請求項２】 前記移相部が、前記主スピーカを除くス
ピーカにそれぞれ警報信号を入力する電圧制御発振器部
と、 前記各主スピーカを除く各スピーカの入力警報信号の、
前記主スピーカの入力警報信号に対する各位相差を、車
両前方における音波の時間平均パワーが最大値となるよ
うに設定する位相差設定部と、 前記主スピーカを除く各スピーカの入力警報信号の位相
と、前記主スピーカへの入力警報信号の位相との差が、
対応する前記設定された位相差になるように制御する位
相比較部と、を有することを特徴とする請求項１記載の
警報音発生装置。 - 【請求項３】 前記主スピーカを第１スピーカとし、そ
れ以外のスピーカを第２乃至第ｎスピーカとし（ｎ≧
３) 、 前記信号発生部は、第１周波数ｆ 1 乃至第ｎ−１周波数
ｆ n-1 の警報信号（但しｆ 1 ＞ｆ 2 ＞…＞ｆ n-1 ）をそ
れぞれ発生し、 前記移相部は前記信号発生部より分配供給される前記第
１周波数ｆ 1 乃至第ｎ−１周波数ｆ n-1 の警報信号の位
相を、前記第２スピーカ乃至第ｎスピーカまでの各スピ
ーカごとに制御することを特徴とする請求項１記載の警
報音発生装置。 - 【請求項４】 前記移相部が、前記第２乃至第ｎスピー
カにそれぞれ警報信号を入力する電圧制御発振器部と、 前記第２乃至第ｎスピーカへの各入力信号の各々前記第
１周波数ｆ 1 乃至第ｎ−１周波数ｆ n-1 の警報信号に対
する位相差を設定する位相差設定部と、 前記第２乃至第ｎスピーカへの各入力信号の位相と前記
第１周波数ｆ 1 乃至第ｎ−１周波数ｆ n-1 の警報信号の
位相との差が前記位相差になるように前記電圧 制御発振
器部を制御する位相比較部と、からなる請求項３記載の
警報音発生装置。 - 【請求項５】 前記第２乃至第ｎの各スピーカと前記主
スピーカとの前後方向の間隔が、前記車両の後方におけ
る音波の時間平均パワーが最小となるように前記警報信
号の周波数に応じて設定されることを特徴とする請求項
１乃至４のいずれかに記載の警報音発生装置。 - 【請求項６】 車両の走行速度を測定する速度測定部を
備え、前記移相部において前記走行速度に応じて前記各
スピーカへの入力信号の位相を制御することを特徴とす
る請求項１乃至５のいずれかに記載の警報音発生装置。 - 【請求項７】 前記速度測定部が、測定用信号を発生す
る信号生成器と、前記測定用信号を入力して車両前方に
向けて放音する発音体と、 前記発音体の前方及び後方にそれぞれ近接して配置され
た第１及び第２マイクロホンと、 前記発音体から放音した音波と前記第１及び第２マイク
ロホンで受音した音波との時間差を各々測定する時間差
測定部と、前記時間差から前記車両の走行速度を測定す
る速度測定部とよりなることを特徴とする請求項６記載
の警報音発生装置。 - 【請求項８】 前記速度測定部が車両の走行速度と共に
音速を測定する音速測定部を有し、前記移相部において
前記走行速度と前記音速に応じて前記各スピーカへの入
力信号の位相を制御することを特徴とする請求項７記載
の警報音発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1830694A JP3191897B2 (ja) | 1994-02-15 | 1994-02-15 | 警報音発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1830694A JP3191897B2 (ja) | 1994-02-15 | 1994-02-15 | 警報音発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07226995A JPH07226995A (ja) | 1995-08-22 |
| JP3191897B2 true JP3191897B2 (ja) | 2001-07-23 |
Family
ID=11967936
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1830694A Expired - Fee Related JP3191897B2 (ja) | 1994-02-15 | 1994-02-15 | 警報音発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3191897B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2574965A (en) * | 2017-03-28 | 2019-12-25 | Ykk Corp | Slide fastener |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006298245A (ja) * | 2005-04-22 | 2006-11-02 | Toyota Motor Corp | 車両の警報装置および車両 |
| WO2017064956A1 (ja) * | 2015-10-15 | 2017-04-20 | ヤマハ株式会社 | 音響装置及び情報提供方法 |
| CN107360513A (zh) * | 2017-06-06 | 2017-11-17 | 高炎华 | 扩展型车用喇叭 |
-
1994
- 1994-02-15 JP JP1830694A patent/JP3191897B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2574965A (en) * | 2017-03-28 | 2019-12-25 | Ykk Corp | Slide fastener |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07226995A (ja) | 1995-08-22 |
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