JP2007282166A - 車載ハンズフリー装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エコー信号の除去性能を向上する。
【解決手段】第１、第２のマイクロフォン１０、２０から出力される信号に含まれるスピーカ３０のエコー信号をキャンセルするような第１、第２のマイクロフォン１０、２０の位置および／または角度の設定値を記憶するメモリを備え、乗員検出部５０によって検出された乗員の状況（各座席への乗員の着座状況および乗員の体格）に合った設定値をメモリから検索し、検索された設定値に従って第１、第２のマイクロフォン１０、２０、スピーカ３０の位置および角度を変更させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車室内の音声を集音するための第１、第２の音声入力手段の出力レベルの差分を抽出した送話音声信号を通話相手に送信する車載ハンズフリー装置に関する。

車載ハンズフリー装置には、第１、第２のマイクロフォンと、これら第１、第２のマイクロフォンの各出力電圧を増幅する第１、第２の増幅回路と、これら第１、第２の増幅回路から出力された出力信号を差動増幅する差動増幅回路とを有し、第１、第２のマイクロフォンのそれぞれから互いに等しい距離である位置にスピーカを配置することにより、スピーカから第１、第２のマイクロフォンへ回り込む音声によって生じるエコー信号を除去するものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−２４７１８１号公報

上記した第１、第２のマイクロフォンに入力される音声には、スピーカから直接入力されるものだけでなく、スピーカから車室内の窓ガラスや天井など周囲に反射して入力されるものがある。

車室内における窓ガラスの配置等は、左右対称となっているため、乗員が乗車していない場合には、スピーカの音声が車室内の窓ガラスや天井など周囲に反射して第１、第２のマイクロフォンに同レベルで入力されるが、乗員が乗車すると、乗員によってスピーカの音声が反射、吸収され、第１、第２のマイクロフォンに入力されるスピーカの音声レベルがアンバランスとなってしまう。

このような場合、スピーカから第１、第２のマイクロフォンへ回り込む音声によって生じるエコー信号の除去性能が低下してしまうといった問題が生じる。

本発明は上記問題に鑑みたもので、エコー信号の除去性能を向上することを目的とする。

本発明の第１の特徴は、第１、第２の音声入力手段の位置および／または角度を制御する第１、第２の音声入力制御手段と、各座席への乗員の着座状況を検出する乗員検出手段と、各座席への乗員の着座状況毎に第１、第２の音声入力手段から出力される信号に含まれる音声出力手段のエコー信号をキャンセルするような第１、第２の音声入力手段の位置および／または角度の設定値が記憶された記憶手段と、乗員検出手段によって検出された各座席への乗員の着座状況に合った第１、第２の音声入力手段の位置および／または角度の設定値を記憶手段から検索する検索手段と、検索手段によって検索された設定値に従って第１、第２の音声入力制御手段に第１、第２の音声入力手段の位置および／または角度を変更させる変更制御手段と、を備えたことである。

このような構成では、乗員検出手段によって検出された各座席への乗員の着座状況に合った第１、第２の音声入力手段の位置および／または角度の設定値を記憶手段から検索し、検索された設定値に従って第１、第２の音声入力手段の位置および／または角度が変更される。すなわち、第１、第２の音声入力手段から出力される信号に含まれる音声出力手段のエコー信号をキャンセルするような位置および／または角度となるように第１、第２の音声入力手段の位置および／または角度が変更されるので、エコー信号の除去性能を向上することができる。

また、本発明の第２の特徴は、乗員検出手段は、更に、車室内の各乗員の体格を検出するもので、記憶手段には、各座席への乗員の着座状況および車室内の各乗員の体格毎に第１、第２の音声入力手段から出力される信号に含まれる音声出力手段のエコー信号をキャンセルするような第１、第２の音声入力手段の位置および／または角度の設定値が記憶されており、検索手段は、乗員検出手段によって検出された各座席への乗員の着座状況および各乗員の体格に合った第１、第２の音声入力手段の位置および／または角度の設定値を記憶手段から検索することである。

エコー信号の除去性能は、乗員の着座状況だけでなく乗員の体格によっても変化する。このような構成では、各座席への乗員の着座状況および各乗員の体格に合った第１、第２の音声入力手段の位置および／または角度の設定値が検索されるので、第１、第２の音声入力手段を、各座席への乗員の着座状況および各乗員の体格に合った位置および／または角度に変更させることができる。

また、本発明の第３の特徴は、第１、第２の音声入力手段の位置および／または角度を制御する第１、第２の音声入力制御手段と、音声出力手段の位置および／または角度を変更する音声出力制御手段と、各座席への乗員の着座状況を検出する乗員検出手段と、各座席への乗員の着座状況毎に第１、第２の音声入力手段から出力される信号に含まれる音声出力手段のエコー信号をキャンセルするような第１、第２の音声入力手段の位置および／または角度の設定値と音声出力手段の位置および／または角度の設定値が記憶された記憶手段と、乗員検出手段によって検出された各座席への乗員の着座状況に合った第１、第２の音声入力手段の位置および／または角度の設定値と音声出力手段の位置および／または角度の設定値を記憶手段から検索する検索手段と、検索手段によって検索された設定値に従って第１、第２の音声入力制御手段に第１、第２の音声入力手段の位置および／または角度を変更させるとともに音声出力制御手段に音声出力手段の位置および／または角度を変更させる変更制御手段と、を備えたことである。

このような構成では、乗員検出手段によって検出された各座席への乗員の着座状況に合った第１、第２の音声入力手段の位置および／または角度の設定値と音声出力手段の位置および／または角度の設定値を記憶手段から検索し、検索された設定値に従って第１、第２の音声入力手段の位置および／または角度とともに音声出力手段の位置および／または角度が変更される。すなわち、第１、第２の音声入力手段から出力される信号に含まれる音声出力手段のエコー信号をキャンセルするような位置および／または角度となるように第１、第２の音声入力手段の位置および／または角度とともに音声出力手段の位置および／または角度が変更されるので、エコー信号の除去性能を向上することができる。

また、本発明の第４の特徴は、乗員検出手段は、更に、車室内の各乗員の体格を検出するもので、記憶手段には、各座席への乗員の着座状況および車室内の各乗員の体格毎に第１、第２の音声入力手段から出力される信号に含まれる音声出力手段のエコー信号をキャンセルするような第１、第２の音声入力手段の位置および／または角度の設定値と音声出力手段の位置および／または角度の設定値が記憶されており、検索手段は、乗員検出手段によって検出された各座席への乗員の着座状況および各乗員の体格に合った第１、第２の音声入力手段の位置および／または角度の設定値と音声出力手段の位置および／または角度の設定値を記憶手段から検索することである。

エコー信号の除去性能は、乗員の着座状況だけでなく乗員の体格によっても変化する。このような構成では、各座席への乗員の着座状況および各乗員の体格に合った第１、第２の音声入力手段の位置および／または角度の設定値と音声出力手段の位置および／または角度の設定値が検索されるので、第１、第２の音声入力手段と音声出力手段を、各座席への乗員の着座状況および各乗員の体格に合った位置および／または角度に変更させることができる。

本発明の一実施形態に係る車載ハンズフリー装置の概略構成を図１に示す。本車載ハンズフリー装置１は、第１、第２のマイクロフォン１０、２０、スピーカ３０、第１、第２、第３の位置制御部１１、２１、３１、第１、第２、第３の角度制御部１２、２２、３２、無線通信機４０、乗員検出部５０および制御回路６０を備えている。

第１、第２のマイクロフォン１０、２０は、車室内の乗員の音声を集音するためのものである。

スピーカ３０は、無線通信機４０から制御回路６０を介して入力される受話音声信号に応じた音声を出力するためのものである。

これら第１、第２のマイクロフォン１０、２０およびスピーカ３０は、車両に設けられたガイド（図示せず）に取り付けられており、このガイドに沿って図２に示すように移動する。なお、第１のマイクロフォン１０が取り付けられるガイドと、第２のマイクロフォン２０が取り付けられるガイドは、車両進行方向に向かって左右対称となるように天井に設けられており、スピーカ３０が取り付けられるガイドは、運転席と助手席の間の天井に車両進行方向と一致するように設けられている。

第１、第２の位置制御部１１、２１は、それぞれ第１、第２のマイクロフォン１０、２０の位置を移動させるためのモータおよび駆動機構（いずれも図示せず）を有し、制御回路６０から特定位置への移動を指示する信号が入力されると、この信号に応じて第１、第２のマイクロフォン１０、２０を指定された位置に移動させる。

第１、第２の角度制御部１２、２２は、それぞれ第１、第２のマイクロフォン１０、２０の角度を変化させるためのモータおよび駆動機構（いずれも図示せず）を有し、制御回路６０から特定の向きへの変更を指示する信号が入力されると、この信号に応じて第１、第２のマイクロフォン１０、２０の向きを指定された角度に変化させる。

第３の位置制御部３１は、スピーカ３０の位置を移動させるためのモータおよび駆動機構（いずれも図示せず）を有し、制御回路６０から特定位置への移動を指示する信号が入力されると、この信号に応じてスピーカ３０を指定された位置に移動させる。

第３の角度制御部３２は、スピーカ３０の角度を変化させるためのモータおよび駆動機構（いずれも図示せず）を有し、制御回路６０から特定の向きへの変化を指示する信号が入力されると、この信号に応じてスピーカ３０の向きを指定された角度に変化させる。

無線通信機４０は、無線通信回線を介して通話相手と無線通信するための装置である。

乗員検出部５０は、車室内の各座席の着座部に設けられた圧力センサ（図示せず）と、これら圧力センサから入力される信号のレベルから各座席への乗員の着座状況（乗員の有無）と各乗員の体重が基準値以上か否かを判定する判定回路を有し、車室内の各座席への乗員の着座状況（乗員の有無）と各乗員の体格が大柄か小柄かを検出する。なお、乗員検出部５０から、各座席への乗員の着座状況と各乗員の体格が大柄か小柄かを示す信号が出力される。

制御回路６０は、ＣＰＵ、メモリ等を有し、ＣＰＵは、メモリに記憶されたプログラムに従って各種処理を実施する。

また、本制御回路６０は、図３に示すように、第１、第２のマイクロフォン１０、２０の各出力電圧を増幅する第１、第２の増幅回路７１、７２と、第１、第２の増幅回路の出力電圧の差動増幅する差動増幅回路７３からなる増幅部７０を有している。

第１のマイクロフォン１０の出力電圧は第１の増幅回路７１によって増幅され、第２のマイクロフォン２０の出力電圧は第２の増幅回路７２によって増幅される。また、差動増幅回路７３から第１の増幅回路７１と第２の増幅回路７２の出力電圧の差分電圧が出力される。

したがって、第１のマイクロフォン１０とスピーカ３０および第２のマイクロフォン２０とスピーカ３０との距離および角度が等しい場合、第１、第２のマイクロフォン１０、２０に入力されるスピーカ３０の音声レベルは等しくなり、差動増幅回路７３によってスピーカ３０から第１、第２のマイクロフォン１０、２０に回り込む音声によって生じるエコー信号はキャンセルされる。なお、運転席や助手席は車両の左側あるいは左側に配置されるため、第１、第２のマイクロフォン１０、２０に入力される運転席や助手席の乗員の音声レベルは異なり、差動増幅回路７３から送話信号として出力される。

しかし、乗員によってスピーカ３０の音声が反射、吸収され、第１、第２のマイクロフォン１０、２０に入力されるスピーカの音声レベルがアンバランスとなると、差動増幅回路７３によるエコー信号の除去性能が低下してしまう。

そこで、本制御回路６０は、車室内の乗員の状況（各座席への乗員の着座状況と乗員の体格が大柄か小柄か）に応じて、第１、第２のマイクロフォン１０、２０から出力される信号に含まれるスピーカ３０のエコー信号をキャンセルするように第１、第２のマイクロフォン１０、２０、スピーカ３０の位置および角度を調整する処理を実施する。

制御回路６０のメモリには、図４に示すように、車室内の乗員の状況（各座席への乗員の着座状況と乗員の体格が大柄か小柄か）に応じて、第１、第２のマイクロフォン１０、２０から出力される信号に含まれるスピーカ３０のエコー信号をキャンセルするような第１、第２のマイクロフォン１０、２０、スピーカ３０の位置および角度の設定値が記憶されている。すなわち、各座席への乗員の着座状況と乗員の体格が大柄か小柄かの各組み合わせに対し、上記エコー信号をキャンセルするような第１、第２のマイクロフォン１０、２０、スピーカ３０の位置および角度の設定値が記憶されている。これらの設定値は、実験によって定められたものである。

本制御回路６０は、メモリに記憶された設定値に従って第１、第２のマイクロフォン１０、２０、スピーカ３０の位置および角度を調整する処理を実施する。

次に、図５を参照して、この調整処理について説明する。制御回路６０は、車載ハンズフリー装置の電源がオンすると、図５に示す処理を繰り返し実施する。

まず、乗員の状態を特定する（Ｓ１００）。具体的には、乗員検出部５０から出力される信号から各座席への乗員の着座状況（乗員の有無）と各乗員の体格が大柄か小柄かを特定する。

次に、乗員の状態に合った設定値を検索する（Ｓ１０２）。具体的には、Ｓ１００にて特定した車室内の乗員の状況（各座席への乗員の着座状況と乗員の体格が大柄か小柄か）に合った第１、第２のマイクロフォン１０、２０、スピーカ３０の位置および角度の設定値をメモリから検索する。

次に、先のＳ１０２にて検索された設定値に従って第１、第２のマイクロフォン１０、２０、スピーカ３０の位置および角度を変更させる（Ｓ１０４）。具体的には、先のＳ１０２にて検索された設定値となるように、第１、第２、第３の位置制御部１１、２１、３１に第１、第２のマイクロフォン１０、２０、スピーカ３０の移動を指示する信号を出力するとともに、先のＳ１０２にて検索された設定値となるように、第１、第２、第３の角度制御部１２、２２、３２に第１、第２のマイクロフォン１０、２０、スピーカ３０の向きの変更を指示する信号を出力し、本処理を終了する。

これにより、第１、第２のマイクロフォン１０、２０、スピーカ３０は、第１、第２のマイクロフォン１０、２０から出力される信号に含まれるスピーカ３０のエコー信号をキャンセルするような位置および角度に調整され、エコー信号の除去性能が向上する。

したがって、例えば、運転席に小柄な乗員のみが乗車しているような状況では、このような状況に合った設定値（位置、角度）に第１、第２のマイクロフォン１０、２０、スピーカ３０が調整され、第１、第２のマイクロフォン１０、２０から出力される信号に含まれるスピーカ３０のエコー信号がキャンセルされる。

また、例えば、運転席、助手席、後部右側、後部左側の各座席に大柄の乗員が乗車すると、このような状況に合った設定値（位置、角度）に第１、第２のマイクロフォン１０、２０、スピーカ３０が調整され、第１、第２のマイクロフォン１０、２０から出力される信号に含まれるスピーカ３０のエコー信号がキャンセルされる。

上記した構成によれば、乗員検出部５０によって検出された各座席への乗員の着座状況に合った第１、第２のマイクロフォン１０、２０、スピーカ３０の位置および／または角度の設定値をメモリから検索し、検索された設定値に従って第１、第２のマイクロフォン、スピーカ３０の位置および／または角度が変更される。すなわち、第１、第２のマイクロフォン１０、２０から出力される信号に含まれるスピーカ３０のエコー信号をキャンセルするような位置および／または角度となるように第１、第２のマイクロフォン１０、２０の位置および／または角度が変更されるので、エコー信号の除去性能を向上することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々なる形態で実施することができる。

例えば、上記実施形態では、各座席への乗員の着座状況および乗員の体格に応じて、第１、第２のマイクロフォンおよびスピーカ３０の位置および角度を変化させる例を示したが、例えば、スピーカ３０の位置および角度を固定しておき、各座席への乗員の着座状況および乗員の体格に応じて、第１、第２のマイクロフォンの位置および角度を変化させるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、各座席への乗員の着座状況および乗員の体格に応じて、第１、第２のマイクロフォンおよびスピーカ３０の位置および角度を変化させる例を示したが、例えば、乗員の体格と関係なく、各座席への乗員の着座状況に応じて第１、第２のマイクロフォンおよびスピーカ３０の位置および角度を変化させるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、乗員の状況に応じて、第１、第２のマイクロフォンおよびスピーカ３０の位置および角度を変化させる例を示したが、例えば、第１、第２のマイクロフォンおよびスピーカ３０の位置のみを変化させるようにしてもよく、第１、第２のマイクロフォンおよびスピーカ３０の角度のみを変化させるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、車室内の各座席の着座部に設けられた圧力センサを有する乗員検出部５０を用いて車室内の各座席への乗員の着座状況（乗員の有無）と各乗員の体格が大柄か小柄かを特定する例を示したが、圧力センサを用いることなく、例えば、カメラや光センサを用いて乗員の有無を検出したり、カメラの撮影画像から乗員の体格が大柄か小柄かを判定するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、第１、第２のマイクロフォン１０、２０から出力される信号に含まれるスピーカ３０のエコー信号をキャンセルするような第１、第２のマイクロフォン１０、２０、スピーカ３０の位置および角度の設定値を実験によって定めた例を示したが計算によって定めてもよい。

また、上記実施形態では、車室内の各乗員の体格が大柄か小柄かを検出する例を示したが、例えば、大柄、中柄、小柄といったように、より細分化して体格を検出するようにしてもよい。

なお、上記実施形態における構成と特許請求の範囲の構成との対応関係について説明すると、スピーカ３０が音声出力手段に相当し、第１、第２のマイクロフォン１０、２０が第１、第２の音声入力手段に相当し、差動増幅回路７３がエコー除去手段に相当し、無線送信機４０が送信手段に相当し、第１、第２の位置制御部１１、２１および第１、第２の角度制御部１２、２２が音声入力制御手段に相当し、Ｓ１０２が検索手段に相当し、Ｓ１０４が変更制御手段に相当し、第３の位置制御部が音声出力制御手段に相当する。

本発明の一実施形態に係る車載ハンズフリー装置の概略構成を示す図である。 第１、第２のマイクロフォンおよびスピーカの設置について説明するための図である。 制御回路の増幅部の構成を示す図である。 メモリに記憶された第１、第２のマイクロフォンおよびスピーカの位置および角度の設定値について説明するための図である。 制御回路による調整処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１…車載ハンズフリー装置、１０、２０…第１、第２のマイクロフォン、
１１、２１、３１…第１、第２、第３の位置制御部、
１２、２２、３２…第１、第２、第３の角度制御部、４０…無線通信機、
５０…乗員検出部、６０…制御回路、７０…増幅部、
７１、７２…第１、第２の増幅回路、７３…差動増幅回路。

Claims (4)

1. 受話音声信号を出力するための音声出力手段と、車室内の音声を集音するための第１、第２の音声入力手段と、前記第１、第２の音声入力手段の出力レベルの差分を抽出して前記第１、第２の音声入力手段から出力される信号に含まれる音声出力手段のエコー信号を除去するエコー除去手段と、前記エコー除去手段によって前記エコー信号が除去された送話音声信号を通話相手に送信する送信手段と、を備えた車載ハンズフリー装置であって、
   前記第１、第２の音声入力手段の位置および／または角度を制御する第１、第２の音声入力制御手段と、
   各座席への乗員の着座状況を検出する乗員検出手段と、
   前記各座席への乗員の着座状況毎に前記第１、第２の音声入力手段から出力される信号に含まれる音声出力手段のエコー信号をキャンセルするような前記第１、第２の音声入力手段の位置および／または角度の設定値が記憶された記憶手段と、
   前記乗員検出手段によって検出された前記各座席への乗員の着座状況に合った前記第１、第２の音声入力手段の位置および／または角度の設定値を前記記憶手段から検索する検索手段と、
   前記検索手段によって検索された前記設定値に従って前記第１、第２の音声入力制御手段に前記第１、第２の音声入力手段の位置および／または角度を変更させる変更制御手段と、を備えたことを特徴とする車載ハンズフリー装置。
2. 前記乗員検出手段は、更に、車室内の各乗員の体格を検出するもので、
   前記記憶手段には、前記各座席への乗員の着座状況および前記車室内の各乗員の体格毎に前記第１、第２の音声入力手段から出力される信号に含まれる音声出力手段のエコー信号をキャンセルするような前記第１、第２の音声入力手段の位置および／または角度の設定値が記憶されており、
   前記検索手段は、前記乗員検出手段によって検出された前記各座席への乗員の着座状況および前記各乗員の体格に合った前記第１、第２の音声入力手段の位置および／または角度の設定値を前記記憶手段から検索することを特徴とする請求項１に記載の車載ハンズフリー装置。
3. 受話音声信号を出力するための音声出力手段と、車室内の音声を集音するための第１、第２の音声入力手段と、前記第１、第２の音声入力手段の出力レベルの差分を抽出して前記第１、第２の音声入力手段から出力される信号に含まれる音声出力手段のエコー信号を除去するエコー除去手段と、前記エコー除去手段によって前記エコー信号が除去された送話音声信号を通話相手に送信する送信手段と、を備えた車載ハンズフリー装置であって、
   前記第１、第２の音声入力手段の位置および／または角度を制御する第１、第２の音声入力制御手段と、
   前記音声出力手段の位置および／または角度を変更する音声出力制御手段と、
   各座席への乗員の着座状況を検出する乗員検出手段と、
   前記各座席への乗員の着座状況毎に前記第１、第２の音声入力手段から出力される信号に含まれる音声出力手段のエコー信号をキャンセルするような前記第１、第２の音声入力手段の位置および／または角度の設定値と前記音声出力手段の位置および／または角度の設定値が記憶された記憶手段と、
   前記乗員検出手段によって検出された前記各座席への乗員の着座状況に合った前記第１、第２の音声入力手段の位置および／または角度の設定値と前記音声出力手段の位置および／または角度の設定値を前記記憶手段から検索する検索手段と、
   前記検索手段によって検索された前記設定値に従って前記第１、第２の音声入力制御手段に前記第１、第２の音声入力手段の位置および／または角度を変更させるとともに前記音声出力制御手段に前記音声出力手段の位置および／または角度を変更させる変更制御手段と、を備えたことを特徴とする車載ハンズフリー装置。
4. 前記乗員検出手段は、更に、車室内の各乗員の体格を検出するもので、
   前記記憶手段には、前記各座席への乗員の着座状況および前記車室内の各乗員の体格毎に前記第１、第２の音声入力手段から出力される信号に含まれる音声出力手段のエコー信号をキャンセルするような前記第１、第２の音声入力手段の位置および／または角度の設定値と前記音声出力手段の位置および／または角度の設定値が記憶されており、
   前記検索手段は、前記乗員検出手段によって検出された前記各座席への乗員の着座状況および前記各乗員の体格に合った前記第１、第２の音声入力手段の位置および／または角度の設定値と前記音声出力手段の位置および／または角度の設定値を前記記憶手段から検索することを特徴とする請求項３に記載の車載ハンズフリー装置。

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