JP5905887B2 - 移動装置のための音響機器 - Google Patents

Description

本願発明は、移動装置で使用するための音響機器に関するものである。

従来、電気駆動車両または移動装置は、電気蓄積能力、速度、そして、電気で移動中において可能な操縦しやすさによって制限されていた。電気自動車は、その静かさが、技術的制限によって課される限界よりも重要であるような状況で使用するために選択されていた。よく知られた電気自動車の例は、牛乳配達車である。早い時間における通りでの動きが通りの平穏、静けさを邪魔しないように、牛乳配達車は、伝統的に電気駆動である。

しかしながら、電気移動力の分野における技術の進歩により、低排出車両に対する欲求が増え、電気移動装置のためのアプリケーションの数が、顕著に広がった。

近年、ハイブリッド車が人気となっている。都市環境において低速で走るときには、ハイブリッド車はバッテリーで動き、より高いパフォーマンスが必要とされるときには、炭化水素燃料で動く。現時点においては、多くの車両メーカーは、電気のみの車両を生産することに投資している。

電気牛乳配達車などが、その静けさのために、有利であるのに対して、より一般の状況の下で、電気自動車の静かさは、顕著に不利でありえる。特に、歩行者は、接近している車両の音を、ひかれるのを防止するために、車両の方向と距離とを判断するのに用いることに慣れていた。電気自動車の静かさに慣れていない歩行者は、電気自動車との衝突に巻き込まれてしまいやすい。視力が限られている人たちは、接近している車両の音に、平均よりもずっと頼っている。電気自動車およびハイブリッド車は、伝統的な内燃機関駆動車両よりも交通事故に巻き込まれる率が大きいことが示されている。

したがって、静かな車両が、たとえば、道に入るべきかどうかに関して歩行者が情報に基づいた判断をすることができるために、動く車両から来ることを歩行者が理解することができるような音を発生することが望ましい。

移動装置の安全性を改善するために、移動装置の近傍の歩行者や他の人に情報を伝えることができる音響機器を、電気自動車およびハイブリッド車を含む移動装置に提供することが、本願発明の狙いである。

したがって、本願発明は、移動装置で使用することを目的とする、聞き取り可能な音を生成するための電子信号発生器および電気音響変換器を備える音響機器に関するものであり、その音は、大幅な広帯域音の予め定められたセクションの連続繰り返しを含むか、あるいは、それらから成る。

本願発明は、警告および測位デバイスとして動作し、同時に、内燃機関で駆動される車両の接近の馴染んだ音を示す周期的な特性を有する広帯域音を使用する。

広帯域音は、可聴周波数の範囲の中で、周波数の幅広い広がりを含む。音のレベルが、一定の周波数である場合には、その音は白音として知られている。ここでのレベルの意味は、雑音レベルの意味である。音のレベルが指定された率で低下する場合には、音は他の方法で記述される。たとえば、周波数が二倍になると、３ｄＢのレベル低下する音は、ピンク音として知られている。音が広範囲にわたる可聴周波数から成るとき、広帯域という一般的な用語が与えられる。加えて、特定の応用に望ましいように、音は、その周波数スペクトルの一部分を強調するように操作することができる。本願発明の方法は、広帯域、狭帯域、あるいは、別のタイプなど、音のあらゆるタイプに適用することができる。

広帯域音は、音の源の方向の示すような方法で、人間の耳によってよりすぐに検知することができる点で、トーン音や他の複数周波数音の構成よりも有利な特性を有する。広帯域音は、人間の耳に対して、単一のトーンやトーンの小さい範囲よりももっと侵入的でなく、不快感を与えるものでもない。したがって、広帯域音のみの音は、騒音公害の面でかなり利点を有する。

好適な実施形態において、広帯域音は、ホワイト・ノイズまたはピンク・ノイズから成る。

音包絡は、定義された周波数／強度／時間関係を有する音の個別的な再生可能単位である。特定の音包絡は、要求に応じて、電子部品によって発生することができ、あるいは、必要であるときに使用するためにデジタル的に録音することができる。好適には、広帯域音のセクションは、強度における少なくとも１つの聞き取れる変化を有する大幅な広帯域音から成ることができる。

有利なことに、強度における聞き取れる変化は、広帯域音の前記セクションの平均強度に関しては小さくてもよい。

好適な実施形態において、広帯域音のセクションは、大幅な広帯域音、および、広帯域音の周波数範囲の中での周波数の所定のセットの強度における少なくとも１つの変化から成ることができる。

好適には、変化の強度は、広帯域音の前記セクションの平均強度に関しては、小さいものであることができる。

有利なことに、変化の強度は、広帯域音のセクションの平均強度の１０％未満であることができる。

好適な実施形態において、繰り返しの周波数は、変化することができる。有利なことに、音包絡の長さは、変化することができる。これは、その音が、自動車のエンジンの音により似ているという利点を提供する。

好適には、繰り返しの周波数または大きさは、車両の速度に関する情報を与えるような方法で、構成することができる。従来の内燃機関によって作られた異なった音に慣れた歩行者は、彼らがどのようにその速度を認識するのかに依存して、エンジンに対して異なるように反応する。一般的に、繰り返しや音の大きさは、車両の速度とともに、周波数が増加する。

有利なことに、所定のサウンド・クリップの内容は、変化することができる。

好適な実施形態において、音の平均強度は、変化することができる。

異なる状況において、異なった強度または大きさで、音が発生されることは、望ましいことである。移動装置が非常に低速度で動いている場合には、車両自体の動きは、ごくわずかな雑音しか発生しない。しかしながら、より高い速度においては、車両は、はるかに大きは雑音を生み出すことができる。したがって、異なる状況を考慮するために、広帯域音のセクションの強度を変化することは有利である。

特定の速度を上回ると、ハイブリッド車または電気自動車は、内燃機関によって駆動される車と同程度の量の雑音を発生するようになる。この特定の速度より大きい速度においては、音を人工的に生成することに、付加価値はない。したがって、音響機器のスイッチを切ることが望ましい。

本願発明による音響機器は、次に、添付の図面を参照して説明される。

本願発明に従い、ピンク・ノイズに基づいて発生される音の連続波形の３秒の例を示す。 図１における波形の周波数分析を示す。 本願発明に従い、ホワイト・ノイズに基づく音の連続波形を示す。 図３における波形の周波数分析を示す。 本願発明に従う音の生成を図示するブロック図を示す。 繰り返しパルスの生成のシーケンスを示す。

このアプリケーションのための広帯域音のセクションは、装置に含まれる発生装置により、発生することができる。あるいは、電子的に保存し、適切な再生手段により再生することができる。図１は、本願発明に従い、ピンク・ノイズに基づいて発生される音の連続波形の３秒の例を示す。その反復的な性質を見ることができる。図１に示される波形を細密検査すると、それが、波形のポジティブなピークによって明らかに示される反復的な特性を備えていることが明らかになる。波形より上にあるタイム・スケールが秒であるので、これらのピークが、０秒と３秒との間に１５存在する。それは１秒につき５回の繰返し率である。従って、ピンク・ノイズのよく知られた特性である固有のブロードバンド・スペクトルに加えて、本願発明の原理に従っても発生される音は、また、更なる脈動を有し、それは聞く人に、近くの車両について警告するようなものである。したがって、この新しい音は、２つの主要な特性、
１．位置を特定する音として使用される広帯域音の望ましい特性、
２．いかなる必要な動作をもとることができるような、車両の存在を示す望ましい特性、
を有する。

この図では、１秒につき５回の繰返し率であったが、本願発明はこれに限られておらず、本願発明のアプリケーションの状況に依存して、多数の繰返し率を採用することもできる。

図２は、図１における波形の周波数分析を示す。理想的なピンク・ノイズは、周波数を二倍にするごとに、３ｄＢで線形に落ちるスペクトルを有する。ピンク・ノイズの短いセクションの繰り返しは、本願発明にて用いられているように、図２に示すように、線形に落ちるスペクトルに対して、いくらかの不規則性を加えるものである。しかし、スペクトルに追加された直線で示すピンク・ノイズの特徴的スペクトルは、密接に追従している。なお、図２において、垂直デシベル・スケールは、３ｄＢに区切った相対レベルである。

実際に車両から放射される音は、図１に示されている音からなるが、しかし、採用された電子システムにより、また、可聴信号の生成のために使われるラウド・スピーカの放射特性により修正される。車両におけるスペースの制限のために小さいラウド・スピーカが使われる傾向があるので、最低の周波数の放射において欠乏が生じるが、しかし、これは全く重要でない。実際には、音源の位置を特定するに関連するのは、より高い周波数のものであるからである。加えて、本願発明は、ゆっくり動いている車両のように、低速で動作している内燃機関の回転において固有である低周波を再現することを必要とせずに、脈動エンジンのような効果を生成する。

図３は、本願発明に従い、ホワイト・ノイズに基づいて生成された音の連続波形を示す。図１における音に対する上記の説明は、この図においては、繰り返しを観測することがより難しいことを除けば、この波形に対してもあてはまる。これは、白音で発生するさらにより高い周波数であることによる。そのスペクトルのレベルは、周波数で一定である。

図４は、図３における波形の周波数分析を示す。変更されていないホワイト・ノイズの場合のように周波数によって、基本的に同じ高さであることを見ることができる。スペクトル不規則性の、スペクトルに追加された水平線との比較は、脈動音のスペクトルが、理想的な白音のスペクトルから３ｄＢ未満だけ外れていることを示す。

図５は、本願発明による脈動広帯域音の生成に関与しているプロセスのブロック図を示す。必要な長さの音のサンプルは、信号発生器または録音から選択される。このデバイスで生み出される脈動広帯域音のソースとして、これが使われる。このサンプルは、予め定められたやり方で、連続的に繰り返され、その音は、ラウド・スピーカから出力される。連続した繰り返しの長さに、小さな位相変動を加えることによって、音の聞き取れる品質を変化させることができる。

本願発明の動作は、図５を参照すると理解することができ、それは本願発明の１つの実施例を示すものである。使われる音の短いサンプルは、まず、より長い音から選ばれ、そして、デバイスへロードされて、それが連続的に繰り返される。このデバイスは、コンピュータで波形操作のために一般的に用いられるようなデジタル・エディタでありえる。このデバイスは、たとえば、脈動波形の１０秒のサンプルを生じるのに用いられる、そしてそれは１秒間に５回の割合で５０の繰り返し、１秒間に４回の割回で４０の繰り返しなどの繰り返しを含む。このサンプルは、脈動警告音のソースとして、メモリ・マイクロチップへロードすることができる。次に、車両が動いているとき、マイクロチップがアクセスされ、その保存された音は、車両がゆっくり動いている間は、連続的に再生されて、車両の自体の内部雑音が低レベルであることによる危険を他の人に教える。

図６は、その反復的な音を示し、Ａは、音のサンプルの始まりを表し、Ｂは、音のサンプルの終わりを表す。音響機器の動作を通して、このように、ＡとＢとは、間隔や割込みがなく、連続していることが分かる。この音は連続的であるが、広帯域かつ聞き取れる脈動の特性を有している。

Claims (9)

1. 聞き取り可能な音を生成するための電子信号発生器と電気音響変換器とを備える、移動装置において使用する音響機器であって、
   前記音は、強度における少なくとも１つの聞き取れる変化を有する大幅な広帯域音の予め定められたセクションの連続した繰り返しを含み、
   強度における前記聞き取れる変化は、広帯域音の前記セクションの平均強度の１０％未満である、音響機器。
2. 前記広帯域音は、ホワイト・ノイズまたはピンク・ノイズから成る、請求項１に記載の音響機器。
3. 前記広帯域音のセクションは、大幅な広帯域音から成る、請求項１又は請求項２に記載の音響機器。
4. 聞き取り可能な音を生成するための電子信号発生器と電気音響変換器とを備える、移動装置において使用する音響機器であって、
   前記音は、大幅な広帯域音の予め定められたセクションの連続した繰り返しを含み、
   広帯域音の前記セクションは、大幅な広帯域音と、周波数の広帯域音範囲の内の周波数の所定のセットの強度における少なくとも１つの変化から成り、
   前記変化の強度は、広帯域音のセクションの平均強度の１０％未満である、
   音響機器。
5. 前記繰り返しの周波数は、変化することができる、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の音響機器。
6. 所定の広帯域音の前記セクションの内容は、変化することができる、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の音響機器。
7. 前記音の前記平均強度が、変化することができる、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の音響機器。
8. 広帯域音の前記セクションが、電子的に保存される、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の音響機器。
9. 音の各々のセクションの長さが、変化する、請求項１ないし８のいずれか１項に記載の音響機器。

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