特許 6760960 空間内で少なくとも物体の位置を検出する方法およびシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6760960

(24)【登録日】2020年9月7日

(45)【発行日】2020年9月23日

(54)【発明の名称】空間内で少なくとも物体の位置を検出する方法およびシステム

(51)【国際特許分類】

   G01S 7/524 20060101AFI20200910BHJP

   G01S 15/10 20060101ALI20200910BHJP

   H04R 3/00 20060101ALI20200910BHJP

   G10K 11/34 20060101ALI20200910BHJP

   G01S 15/93 20200101ALI20200910BHJP

   G01S 7/521 20060101ALI20200910BHJP

【ＦＩ】

   G01S7/524 Z

   G01S15/10

   H04R3/00 310

   H04R3/00 330

   G10K11/34

   G01S15/93

   G01S7/521 A

【請求項の数】27

【全頁数】34

(21)【出願番号】特願2017-553075(P2017-553075)

(86)(22)【出願日】2016年4月14日

(65)【公表番号】特表2018-517124(P2018-517124A)

(43)【公表日】2018年6月28日

(86)【国際出願番号】IL2016050400

(87)【国際公開番号】WO2016166763

(87)【国際公開日】20161020

【審査請求日】2019年4月12日

(31)【優先権主張番号】62/147,710

(32)【優先日】2015年4月15日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】62/189,839

(32)【優先日】2015年7月8日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】310009904

【氏名又は名称】オーディオ ピクセルズ エルティーディー．

【氏名又は名称原語表記】ＡＵＤＩＯ ＰＩＸＥＬＳ ＬＴＤ．

(74)【代理人】

【識別番号】110001302

【氏名又は名称】特許業務法人北青山インターナショナル

(72)【発明者】

【氏名】コーエン，ユヴァール

(72)【発明者】

【氏名】レウィン，ダニエル

(72)【発明者】

【氏名】ハーバー，エリック，アンドレアス

(72)【発明者】

【氏名】カプラン，シェイ

(72)【発明者】

【氏名】ベン サイモン，メイア

【審査官】 田中 純

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−０２９０９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１６０９６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０２８７８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０２９２９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１１−５０４７０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００９−５０８６４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０２０−５００６８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０１４８８２７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００８／０２３２６０８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／０３１６５２９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 中国特許出願公開第１０４９３７６６０（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｓ １／７２ − Ｇ０１Ｓ １／８２

Ｇ０１Ｓ ３／８０ − Ｇ０１Ｓ ３／８６

Ｇ０１Ｓ ５／１８ − Ｇ０１Ｓ ５／３０

Ｇ０１Ｓ ７／５２ − Ｇ０１Ｓ ７／６４

Ｇ０１Ｓ １５／００ − Ｇ０１Ｓ １５／９６

Ｈ０４Ｒ １／００ − Ｈ０４Ｒ ３１／００

Ａ６１Ｂ ８／００ − Ａ６１Ｂ ８／１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

音響および検出システムであって、
アレイに配列された複数の圧力パルス生成要素であって、それぞれ少なくとも可動要素と、上部電極と、下部電極とを具える複数の圧力パルス生成要素を含む少なくとも１のデジタルサウンド再構成スピーカ装置と、
時間クロックと、前記可動要素、前記上部電極、および前記下部電極に印加される電圧とを制御する少なくとも１の制御ユニットであって、前記可動要素は１以上の軸に沿って動くように拘束されており、前記上部電極と下部電極の少なくとも一方への静電引力によって前記軸上の極限位置の少なくとも一方にラッチすることができ、前記静電引力は少なくとも前記可動要素と前記上部および下部電極の少なくとも一方とに印加される電圧差によって生じ、
前記圧力パルス生成要素のアレイが、複数の短時間の圧力ピークを生成するように、前記複数の圧力パルス生成要素の作動を制御し、
ここで各短時間の圧力ピークは前記時間クロックにより同期され、同時に作動される圧力パルス生成要素の数に応じた電圧を有し、
前記複数の短時間の圧力ピークは、前記時間クロックによって決定され少なくとも前記短時間と同一期間であり最大で超音波周波数と一致する特定の周期性を有し、
それによって前記圧力パルス生成要素のアレイが、ある期間にわたる前記超音波周波数および振幅エンベロープによって特徴付けられる前記複数の短時間の圧力ピークを生成し、前記振幅エンベロープの振動は可聴音に対応し、
それによって前記複数の短時間の圧力ピークが、前記超音波周波数によって特徴付けられた超音波成分と、前記振幅エンベロープの振動によって特徴付けられた可聴音成分とを有する音波として表され、
ある期間にわたる圧力ピークの空間分布を少なくとも制御して空間内の特定点に焦点をあてた前記音波のビームを形成するように前記複数の圧力パルス生成要素の作動を制御し、それによってともに前記複数の圧力ピークにより生成される前記超音波成分と前記可聴音成分とでなる前記ビームの指向性の共通制御が可能となるように構成された、制御ユニットと、
空間内の特定領域に配置された１以上の物体から反射された前記超音波成分の少なくとも一部を検出し、それによって空間内の特定点に配置された前記１以上の物体の少なくとも存在を表すデータを特定できるように構成された少なくとも１のセンサと、
を具えることを特徴とする音響および検出システム。

【請求項2】

請求項１に記載のシステムにおいて、前記少なくとも１のセンサおよび前記デジタルサウンド再構成スピーカ装置は、同じパッケージ内に配置されることを特徴とする音響および検出システム。

【請求項3】

請求項１に記載のシステムにおいて、前記少なくとも１のセンサおよび前記デジタルサウンド再構成スピーカ装置は、同じチップの一部であることを特徴とする音響および検出システム。

【請求項4】

請求項１乃至３のいずれかに記載のシステムにおいて、前記制御ユニットは、空間の少なくとも一部を走査するために、方向および／または形状が時間的に変化する少なくとも１の超音波ビームを生成するように、前記複数の圧力パルス生成要素の作動を制御するように構成されることを特徴とする音響および検出システム。

【請求項5】

請求項１乃至４のいずれかに記載のシステムにおいて、前記制御ユニットは、
少なくとも前記１以上の物品によって反射された前記超音波成分の一部の検出に基づいて前記物体の少なくとも一部の寸法、距離、形状、方向、動きを表すデータ、および音響反射特性のうちの少なくとも１つを特定するよう構成されることを特徴とする音響および検出システム。

【請求項6】

請求項１乃至５のいずれかに記載のシステムにおいて、前記空間に向けて放射された前記ビームの超音波成分をコーディングするようにさらに構成されていることを特徴とする音響および検出システム。

【請求項7】

請求項１乃至６のいずれかに記載のシステムにおいて、障害物の背後および／または任意のレベルの可視性を有する環境内に位置する物体の少なくとも一部の少なくとも位置を計算するように構成されていることを特徴とする音響および検出システム。

【請求項8】

請求項１乃至７のいずれかに記載のシステムにおいて、複数のデジタルサウンド再構成スピーカ装置を含むことを特徴とする音響および検出システム。

【請求項9】

請求項１乃至８のいずれかに記載の音響および検出システムを具えるモーションセンサであって、空間内の物体の少なくとも一部の動きを検出するように構成されていることを特徴とするモーションセンサ。

【請求項10】

請求項１乃至９のいずれかに記載の音響および検出システムを具えるカメラであって、前記音響および検出システムによって前記空間内で検出された物体を表すディスプレイを具えることを特徴とするカメラ。

【請求項11】

請求項１０に記載のカメラにおいて、前記物体の少なくとも一部の寸法、距離、形状、方向、動きを表すデータ、および音響反射特性のうちの少なくとも１つを表示するように構成されたことを特徴とするカメラ。

【請求項12】

請求項１乃至７のいずれかに記載の音響および検出システムを具えるオーディオサウンドシステムであって、当該オーディオサウンドシステムによって生成される可聴コンテンツを制御するために、前記オーディオサウンドシステムの周囲の空間に存在する物体の少なくとも一部の位置を少なくとも検出するように構成されていることを特徴とするオーディオサウンドシステム。

【請求項13】

請求項１２に記載のオーディオサウンドシステムにおいて、当該オーディオサウンドシステムの周囲の空間の少なくとも一部に存在する少なくとも１の聴取体を識別するように構成されることを特徴とするオーディオサウンドシステム。

【請求項14】

請求項１２または１３に記載のオーディオサウンドシステムにおいて、前記可聴コンテンツの制御は、少なくとも前記デジタルサウンド再構成スピーカ装置によって生成される可聴コンテンツの指向性を制御することを含むことを特徴とするオーディオサウンドシステム。

【請求項15】

請求項１２乃至１４のいずれかに記載のオーディオサウンドシステムにおいて、前記オーディオサウンドシステムの周囲の空間の少なくとも一部に存在する少なくとも１の物体の少なくとも位置の検出に基づいて、動的なノイズキャンセレーションを実行するように構成されていることを特徴とするオーディオサウンドシステム。

【請求項16】

請求項１乃至７のいずれかに記載の音響および検出システムを具えるジェスチャ検出システムであって、身体の少なくとも一部によって実行された少なくとも１のジェスチャを検出するように構成されていることを特徴とするジェスチャ検出システム。

【請求項17】

請求項１６に記載のジェスチャ検出システムにおいて、ジェスチャ定義を記憶するメモリをさらに具え、前記身体の一部の動きを検出し、前記身体の一部によって実行されたジェスチャを識別するように構成されていることを特徴とするジェスチャ検出システム。

【請求項18】

請求項１乃至７のいずれかに記載の音響および検出システムを具える車両の駐車支援のためのシステムであって、前記車両の駐車を支援するために、前記車両の周囲に存在する少なくとも１の物体の位置を検出することを特徴とするシステム。

【請求項19】

請求項１８に記載のシステムにおいて、前記音響および検出システムの少なくとも前記デジタルサウンド再構成スピーカ装置は、前記車両の周りの少なくとも１の物体の位置の検出に基づいて、前記車両の周囲の空間に少なくとも１の可聴メッセージを生成するように構成されていることを特徴とするシステム。

【請求項20】

制御ユニットによって、
少なくとも１の第１の時間インターバル中に空間に向けて少なくとも１の超音波ビームを生成するように、少なくとも１のデジタルサウンド再構成スピーカ装置の複数の圧力パルス生成要素のアレイの作動を制御するステップであって、各圧力パルス生成要素は少なくとも可動要素と、上部電極と、下部電極とを具える、ステップと、
時間クロックと、前記可動要素、前記上部電極、および前記下部電極に印加される電圧とを制御するステップであって、
前記可動要素は１以上の軸に沿って動くように拘束されており、前記上部電極と下部電極の少なくとも一方への静電引力によって前記軸上の極限位置の少なくとも一方にラッチすることができ、前記静電引力は少なくとも前記可動要素と前記上部および下部電極の少なくとも一方とに印加される電圧差によって生じ、
前記複数の圧力パルス生成要素の作動の制御により、前記圧力パルス生成要素のアレイが、複数の短時間の圧力ピークを生成し、
ここで各短時間の圧力ピークは前記時間クロックにより同期され、同時に作動される圧力パルス生成要素の数に応じた電圧を有し、
前記複数の短時間の圧力ピークは、前記時間クロックによって決定され少なくとも前記短時間と同一期間であり最大で超音波周波数と一致する特定の周期性を有し、
それによって前記圧力パルス生成要素のアレイが、ある期間にわたる前記超音波周波数および振幅エンベロープによって特徴付けられる前記複数の短時間の圧力ピークを生成し、前記振幅エンベロープの振動は可聴音に対応し、
それによって前記複数の短時間の圧力ピークが、前記超音波周波数によって特徴付けられた超音波成分と、前記振幅エンベロープの振動によって特徴付けられた可聴音成分とを有する音波として表される、ステップと、
ある期間にわたる圧力ピークの空間分布を少なくとも制御して空間内の特定点に焦点をあてた前記音波のビームを形成するように前記複数の圧力パルス生成要素の作動を制御するステップであって、それによってともに前記複数の圧力ピークにより生成される前記超音波成分と前記可聴音成分とでなる前記ビームの指向性の共通制御が可能となる、ステップと、
空間内の特定点に配置された１以上の物体から反射された前記超音波成分の少なくとも一部を検出するステップであって、それによって空間内の特定点に配置された前記１以上の物体の少なくとも存在を表すデータを特定できるようにする、ステップと
を具えることを特徴とする方法。

【請求項21】

請求項２０のいずれかに記載の方法において、さらに、少なくとも前記反射した超音波成分の一部の検出に基づいて前記物体の少なくとも一部の寸法、距離、形状、方向、動きを表すデータ、および音響反射特性のうちの少なくとも１つを特定するステップを具えることを特徴とする方法。

【請求項22】

請求項２０または２１に記載の方法において、さらに、空間に向けて送出された前記超音波ビームをコーディングするステップを具えることを特徴とする方法。

【請求項23】

請求項２０乃至２２のいずれかに記載の方法において、少なくとも前記デジタルサウンド再構成スピーカ装置の周囲の空間に存在する物体の少なくとも一部の少なくとも位置の検出に少なくとも基づいて、少なくともデジタルサウンド再構成スピーカ装置によって生成される可聴コンテンツを制御するステップを含むことを特徴とする方法。

【請求項24】

請求項２０乃至２３のいずれかに記載の方法において、車両の駐車を支援するために、少なくとも前記デジタルサウンド再構成スピーカ装置が位置する車両の周囲に存在する少なくとも１の物体の位置を少なくとも検出するステップを具えることを特徴とする方法。

【請求項25】

請求項２４に記載の方法において、前記車両の周囲に存在する少なくとも１の物体の位置の検出に基づいて、少なくとも前記デジタルサウンド再構成スピーカ装置が、前記車両の周囲の空間に少なくとも１の可聴メッセージを生成するステップを具えることを特徴とする方法。

【請求項26】

請求項２０乃至２５のいずれかに記載の方法において、身体の一部によって実行されるジェスチャを検出するステップを具えることを特徴とする方法。

【請求項27】

処理ユニットによって読み取り可能な非一時的記憶装置であって、請求項２０乃至２６のいずれかに記載の方法を実行するように前記処理ユニットが実行可能な命令のプログラムを具体する非一時的記憶装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

ここに開示される主題は、空間内で少なくとも物体の位置を検出することに関する。

【背景技術】

【0002】

従来技術では、空間における少なくとも物体の位置の検出は、レーダまたは超音波システムなどの専用システムによって実行することができた。

【0003】

この検出は、タッチレスジェスチャー認識（例えば、米国特許第９，６３８，２９７号明細書）または自動駐車（例えば、米国特許第７，６７９，５２７号明細書）などの様々な用途に使用することができる。

【0004】

物体を検出するための新たな方法およびシステムの提案が求められていた。

【発明の概要】

【0005】

本開示の主題の特定の態様によれば、複数の圧力パルス生成要素を含む少なくとも１つのデジタルサウンド再構成スピーカ装置と、複数の圧力パルスの作動を制御するように構成された少なくとも１つの制御ユニットとを含む音響および検出システムが提供され、１以上の第１の時間インターバル中に空間に向けた少なくとも１つの超音波ビームを生成し、物体の一部に反射した少なくとも超音波の感知に基づいて空間内に存在する物体の少なくとも一部の少なくとも位置を計算し、１以上の第２の時間インターバル中に可聴コンテンツを生成する。

【0006】

いくつかの実施例によれば、音響および検出システムは、少なくとも反射された超音波を感知するように構成されたセンサを含む。いくつかの実施例によれば、前記少なくとも１つのセンサとデジタルサウンド再構成スピーカ装置は、同じパッケージ内に配置される。いくつかの実施例によれば、前記少なくとも１つのセンサおよび前記デジタルサウンド再構成スピーカ装置は、同じチップの一部である。いくつかの実施例によれば、制御ユニットは、複数の圧力パルス生成要素の作動を制御して、方向および／または形状が時間的に変化する少なくとも１つの超音波ビームを生成し、空間の少なくとも一部を走査するように構成される。いくつかの実施例によれば、制御ユニットは、第１の時間サブセット中の少なくとも１つの超音波ビームの生成と、第２の時間サブセット中の可聴コンテンツの生成とを交互に行うように、複数の圧力パルス生成要素の作動を制御するように構成され、前記第２の時間サブセット中に前記デジタルサウンド再構成スピーカ装置によって生成された可聴コンテンツの中断は、前記可聴コンテンツへの望ましくない可聴歪みを生成しない。いくつかの実施例によれば、制御ユニットは、第１の時間サブセット中の少なくとも１つの超音波ビームの生成と、第２の時間サブセット中の可聴コンテンツの生成とを交互に行うように、複数の圧力パルス生成要素の作動を制御するように構成され、前記第２の時間サブセット中に前記デジタルサウンド再構成スピーカ装置によって生成された前記可聴コンテンツの中断は、前記可聴コンテンツに可聴歪みを生じさせない。いくつかの実施例によれば、制御ユニットは、少なくとも前記反射された超音波の感知に基づいて、物体の少なくとも一部の寸法、距離、形状、方向、動きを表すデータ、および音響反射特性のうちの少なくとも１つを特定するように構成される。いくつかの実施例によれば、システムは、空間に向けて放射された超音波ビームをコーディングするようにさらに構成される。いくつかの実施例によれば、システムは、障害物の背後および／または任意のレベルの可視性を有する環境内に位置する物体の少なくとも一部の少なくとも位置を計算するようにさらに構成される。いくつかの実施例によれば、システムは、複数のデジタルサウンド再構成スピーカ装置を具える。

【0007】

上記実施例は、それらの可能な技術的な組み合わせのいずれかで組み合わせることができることに留意されたい。

【0008】

本開示の主題のいくつかの態様によれば、上述の実施例のいずれかによる音響および検出システムを備えたモーションセンサが提供され、前記モーションセンサは、空間内で物体の少なくとも一部の動きを検出するように構成される。

【0009】

ここに開示された主題のいくつかの態様によれば、上述の実施例のいずれかによる音響および検出システムを備えたカメラが提供され、当該カメラは音響および検出システムによって空間内で検出された物体を表すディスプレイを具える。

【0010】

いくつかの実施例によれば、カメラは、物体の少なくとも一部の寸法、距離、形状、方向、動きを表すデータ、および音響反射特性のうちの少なくとも１つを表示するように構成される。

【0011】

ここに開示された主題のいくつかの態様によれば、前述の実施例のいずれかによる音響および検出システムを備えたオーディオサウンドシステムが提供され、このオーディオサウンドシステムは、少なくとも、前記オーディオシステムによって生成される可聴コンテンツを制御するために、前記オーディオシステムの周囲の空間内に存在する物体の一部の少なくとも位置を検出するように構成される。

【0012】

いくつかの実施例によれば、オーディオサウンドシステムは、前記オーディオサウンドシステムの周囲の空間の少なくとも一部に存在する少なくとも１つの聴取体を識別するように構成される。

【0013】

いくつかの実施例によれば、可聴コンテンツの制御は、少なくとも前記デジタルサウンド再構成スピーカ装置によって生成される可聴コンテンツの指向性を制御することを含む。

【0014】

いくつかの実施例によれば、オーディオサウンドシステムは、前記オーディオサウンドシステムの周囲の空間の少なくとも一部に存在する少なくとも１の物体の少なくとも位置の検出に基づいて、動的なノイズキャンセレーションを実行するように構成される。

【0015】

本開示の主題のいくつかの態様によれば、前述の実施例のいずれかによる音響および検出システムを具えるジェスチャ検出システムが提供され、前記ジェスチャ検出システムは、身体の少なくとも一部によって実行された少なくとも１のジェスチャを検出するように構成される。

【0016】

いくつかの実施例によれば、ジェスチャ検出システムは、ジェスチャ定義を記憶するメモリをさらに具え、前記身体の一部の動きを検出し、前記身体の一部によって実行されたジェスチャを識別するように構成される。

【0017】

本明細書に開示された主題のいくつかの態様によれば、前述した実施例のいずれかによる音響および検出システムを具える車両の駐車支援のためのシステムが提供され、当該システムは、車両の駐車を支援するために、前記車両の周囲に存在する少なくとも１の物体の位置を検出するよう構成される。

【0018】

いくつかの実施例によれば、音響および検出システムの少なくともデジタル音声再構成スピーカは、車両の周囲に存在する少なくとも１の物体の位置の検出に基づいて、車両周囲の空間に少なくとも１の可聴メッセージを生成するように構成される。

【0019】

ここで開示される主題のいくつかの態様によれば、制御ユニットによって、少なくとも１の第１の時間インターバル中に空間に向けて少なくとも１の超音波ビームを生成するように、少なくとも１のデジタルサウンド再構成スピーカ装置の複数の圧力パルス生成要素の作動を制御し、物体の一部によって反射された少なくとも超音波の検知に基づいて空間に存在する前記物体の少なくとも一部の位置を計算するステップと、少なくとも１の第２の時間インターバル中に可聴コンテンツを生成するように、前記複数の圧力パルス生成要素の作動を制御するステップとを含む方法が提供される。

【0020】

いくつかの実施例によれば、制御ユニットは、空間の少なくとも一部を走査するために、方向および／または形状が時間的に変化する少なくとも１つの超音波ビームを生成するように複数の圧力パルス生成要素の作動を制御する。

【0021】

いくつかの実施例によれば、制御ユニットは、第１の時間サブセット中の少なくとも超音波ビームの生成と第２の時間サブセット中の可聴コンテンツの生成とを交互に行うように、複数の圧力パルス生成要素の作動を制御し、ここで第２の時間サブセット中にデジタルサウンド再構成スピーカ装置によって生成された可聴コンテンツの中断は、可聴コンテンツに対する望ましくない可聴歪みを生成しない。

【0022】

いくつかの実施例によれば、制御ユニットは、第１の時間サブセット中の少なくとも超音波ビームの生成と第２の時間サブセット中の可聴コンテンツの生成とを交互に行うように、複数の圧力パルス生成要素の作動を制御し、ここで第２の時間サブセット中にデジタルサウンド再構成スピーカ装置によって生成された可聴コンテンツの中断は、可聴コンテンツに可聴歪みを生じさせない。

【0023】

いくつかの実施例によれば、前記方法は、少なくとも前記反射した超音波の検出に基づいて前記物体の少なくとも一部の寸法、距離、形状、方向、動きおよび音響反射特性を表すデータのうちの少なくとも１つを決定するステップをさらに含む。

【0024】

いくつかの実施例によれば、この方法は、空間に向けて送信された超音波ビームをコーディングするステップを含む。

【0025】

いくつかの実施例によれば、この方法は、少なくとも前記デジタルサウンド再構成スピーカ装置の周囲の空間に存在する物体の少なくとも一部の少なくとも位置の検出に少なくとも基づいて、少なくともデジタルサウンド再構成スピーカ装置によって生成される可聴コンテンツを制御するステップを含む。

【0026】

いくつかの実施例によれば、この方法は、車両の駐車を支援するために、少なくとも前記デジタルサウンド再構成スピーカー装置が位置する車両の周囲に存在する少なくとも１の物体の位置を少なくとも検出するステップを含む。

【0027】

いくつかの実施例によれば、この方法は、前記車両の周囲に存在する少なくとも１の物体の位置の検出に基づいて、前記音響および検出システムの少なくともデジタルサウンド再構成スピーカが、前記車両の周囲の空間に少なくとも１の可聴メッセージを生成するステップを含む。

【0028】

いくつかの実施例によれば、この方法は、身体の少なくとも一部によって実行されるジェスチャを検出するステップを含む。

【0029】

本開示の主題のいくつかの態様によれば、処理ユニットによって読み取り可能な非一時的記憶装置が提供され、上述した実施例の１つまたは複数の方法を実行するように前記処理ユニットが実行可能な命令のプログラムを具体する。

【0030】

いくつかの実施例によれば、この解決方法は、可聴コンテンツの生成と、その位置などの物体の少なくとも一部の様々なデータの検出の両方に使用することができるシステムを提案する。特に、いくつかの実施例によれば、システムの同じ構成要素を用いて、少なくとも物体の位置を検出するとともに、可聴コンテンツを生成することが可能である。これにより、前記機能を実行するための新たな構成要素を追加する必要がなくなる。

【0031】

いくつかの実施例によれば、この解決方法は、超音波トランスデューサのような専用エミッタの設置を必要としないシステムを提案する。

【0032】

いくつかの実施例によれば、この解決方法は、物体の位置を検出することが望まれる検知方向の制御を可能にするシステムを提案する。

【0033】

いくつかの実施例によれば、この解決方法は、空間の走査を可能にし、前記空間内に存在する物体の少なくとも一部の位置を検出するシステムを提案する。

【0034】

いくつかの実施例によれば、この解決方法は、物体の少なくとも一部の走査を可能にするシステムを提案する。

【0035】

いくつかの実施例によれば、この解決方法は、エミッタの位置または方向を物理的に動かすことなく物体の少なくとも一部の走査を可能にするシステムを提案する。

【0036】

いくつかの実施例によれば、この解決方法は、物体の様々な特性、例えば、物体の少なくとも一部の寸法、距離、形状、方向、動きを表すデータ、および音響反射特性などの特定を可能にするシステムを提案する。

【0037】

いくつかの実施例によれば、この解決方法は、人体の少なくとも一部のジェスチャを識別することを可能にするシステムを提案する。

【0038】

いくつかの実施例によれば、この解決方法は、様々な装置を制御するために人間によって行われたジェスチャの効率的な検出を可能にするシステムを提案する。

【0039】

いくつかの実施例によれば、この解決方法は、物体の少なくとも一部の追跡を可能にするシステムを提案する。

【0040】

いくつかの実施例によれば、この解決方法は、オーディオサウンドシステムのサウンドを制御するためのエリアマッピングを可能にするシステムを提案する。

【0041】

いくつかの実施例によれば、この解決方法は、車両の駐車を効率的に支援するシステムを提案する。

【0042】

いくつかの実施例によれば、この解決方法は、視界の悪い環境に位置する、および／または障害物の背後に位置する物体の少なくとも位置の検出を可能にするシステムを提案する。

【0043】

いくつかの実施例によれば、この解決方法は、前記物体の視覚化および前記物体のデータの表示をさらに提供することができる。

【0044】

いくつかの実施例によれば、この解決方法は、モーションセンサを提供する。

【図面の簡単な説明】

【0045】

本発明を理解し、どのように実施できるかを示すために、非限定的な実施例として複数の実施例を添付の図面を参照して説明する。

【図1】図１は、音響及び検出システムの実施例を示す図である。

【図2】図２は、図１のシステムの一部をなし得るデジタルサウンド再構成スピーカの一実施例を示す図である。

【図3】図３は、デジタルサウンドスピーカの圧力パルス生成要素の一実施例を示す図である。

【図4】図４は、複数の圧力パルス生成要素を含むアレイの実施例を示す図である。

【図5】図５は、空間内で少なくとも物体の位置を検出する方法の実施例を示す図である。

【図6】図６は、空間内で少なくとも物体の位置を検出するためのシステムの実施例を示す図である。

【図7】図７は、空間内で少なくとも物体の位置を検出する方法の別の実施例を示す図である。

【図8】図８は、可聴コンテンツおよび超音波を生成するための、圧力パルス生成要素の考えられる制御シーケンスを示す図である。

【図9】図９は、可聴コンテンツおよび超音波を生成するための、圧力パルス生成要素の別の考えられる制御シーケンスを示す。

【図10】図１０は、複数の圧力パルス生成要素を制御し、所望のサウンドまたは超音波を生成するための可能なタイミングを示す図である。

【図11】図１１は、超音波の指向性を制御する方法の一実施例を示す図である。

【図12】図１２は、超音波ビームの指向性および形状を制御する方法の一実施例を示す図である。

【図13】図１３は、視界の悪い環境および／または障害物の後方に位置する物体の少なくとも位置を検出する方法の一実施例を示す図である。

【図14】図１４は、図１３の方法を実行し、計算されたデータを表示することができるカメラを示す図である。

【図15】図１５は、空間内で少なくとも物体の位置を検出することができるオーディオサウンドシステムの一実施例を示す図である。

【図16】図１６は、オーディオサウンドシステムの周りの領域をマッピングし、そのデータを用いてサウンドをマッピングされた領域に適合させる方法の一実施例を示す図である。

【図17】図１７は、図１５のオーディオサウンドシステムによる空間の走査の一例を示す図である。

【図18】図１８は、人間などの、オーディオサウンドシステムの周りの領域に存在する物体の識別方法の一実施例を示す図である。

【図19】図１９は、車両の駐車を支援するシステムの一実施例を示す図である。

【図20】図２０は、車両の駐車を支援する方法の一実施例を示す図である。

【図21】図２１は、駐車場付近にいる人間を検出する一実施例を示す図である。

【図22】図２２は、モーションセンサの一実施例を示す図である。

【図23】図２３は、ジェスチャを検出するシステムの一実施例を示す図である。

【図24】図２４は、ジェスチャを検出する方法の一実施例を示す。

【発明を実施するための形態】

【0046】

以下の詳細な説明では、本発明の完全な理解を提供するために、多数の特定の詳細が記載されている。しかしながら、当業者であれば、本明細書に開示された主題がこれらの特定の詳細なしに実施されてもよいことが理解されるであろう。他の例では、本開示の主題が不明瞭とならないように、周知の方法は詳細には記載されていない。

【0047】

別に明記しない限り、以下の説明から明らかなように、明細書全体を通して、「制御する」、「検出する」、「決定する」、「検出する」、「識別する」などの語を用いる説明は、データを別のデータへと操作および／または変換する処理ユニットの動作および／または処理を意味し、前記データは電子的、数量、および／または物理的物体のような実体で表される。

【0048】

用語「処理ユニット」は、コンピュータ、サーバ、チップなどのメモリに格納された命令に基づいてタスクを実行し得る様々な演算ユニットまたは電子ユニットを包含する。単一のプロセッサであっても複数のプロセッサであってもよく、同じ地理的区域に位置していてもよく、または少なくとも部分的に異なる区域に位置して、互いに通信できるものでもよい。

【0049】

本明細書で使用される用語「非一時的メモリ」は、本明細書に開示される主題に適した様々な揮発性または不揮発性のコンピュータメモリを含むように広範に解釈されるべきである。

【0050】

用語「デジタルスピーカ」は、本明細書では、デジタルサウンド再構成スピーカを指す。

【0051】

開示された主題の実施例は、いずれかの特定のプログラミング言語を参照して記載されていない。本明細書に記載されているように、本明細書に開示された主題の教示を実施するために、様々なプログラミング言語を使用することができることが理解されよう。

【0052】

図１は、音響および検出システム１０の一実施例を示す図である。本明細書で説明されるように、いくつかの実施例によれば、システム１０は、特に可聴コンテンツを生成し、少なくとも空間内の物体の少なくとも一部の位置を検出することができる。

【0053】

本明細書において、「物体（ｏｂｊｅｃｔ）」とは、超音波を反射することができる部分を少なくとも有する様々な物理的物体を含む。「物体」には、不活性な物質および／または生体（例えば、ヒト、動物など）が含まれ得る。

【0054】

システム１０は、処理ユニット上で動作する少なくとも制御ユニット１１を具える。制御ユニット１１は、本明細書で後述する各種の処理を行うことができる。システム１０は処理ユニットで動作可能な制御ユニットを含むものとして示されているが、いくつかの実施例では、処理ユニットは、異なるタスクおよびステップ、またはそれらの少なくとも一部を実行する。

【0055】

いくつかの実施例によれば、システム１０は、同じ処理ユニットまたは異なる処理ユニット内に配置し得る複数の制御ユニット１１を具える（これらの処理ユニットは異なる物理的位置に配置し得る）。いくつかの実施例によれば、複数の制御ユニットが用いられ、各制御ユニットがシステムの特定のタスクを制御する。いくつかの実施例によれば、複数の制御ユニットは、任意の適合した通信チャネルを介して、それらの間で通信することができる。

【0056】

システム１０はさらに、少なくともデジタルサウンド再構成スピーカ装置１２を具える。デジタルサウンド再構成スピーカ装置は、複数の圧力パルス生成要素を含む。これにより、デジタルサウンド再構成スピーカが音波を生成することができる。

【0057】

いくつかの実施例によれば、システム１０は、複数のデジタルサウンド再構成スピーカ装置を具える。複数のデジタルサウンド再構成スピーカ装置１２を用いる場合、これらのデジタルサウンド再構成スピーカ装置１２は必ずしも同じ物理的位置に配置されている必要はなく、これらのデジタルサウンド再構成スピーカ装置の少なくともサブセットが、他のデジタルサウンド再構成スピーカー装置から遠隔配置されてもよい。

【0058】

いくつかの実施例によれば、デジタルサウンド再構成スピーカ装置の第１のサブセットが第１のパッケージ内に配置され、デジタルサウンド再構成スピーカ装置の第２のサブセットが第２のパッケージ内、のように配置される。異なるパッケージが異なる物理的位置に配置されてもよい。共通の制御ユニットまたは複数の制御ユニットを用いて、各デジタルサウンド再構成スピーカ装置を制御することができる。

【0059】

なお、図１では制御ユニット１１とデジタルサウンド再構成スピーカ装置１２は、同一のアセンブリ１０内に示されているが、制御ユニット１１とデジタルサウンド再構成スピーカ装置１２とは必ずしも同じ物理的位置にある必要はなく、必ずしも同じパッケージ内に配置されなくてもよい。

【0060】

図示するように、制御ユニット１１は、例えば少なくとも有線接続を介してデジタルサウンド再構成スピーカ装置１２と通信することができる。特に、制御ユニット１１は、デジタルサウンド再構成スピーカ装置の動作を制御することができる。

【0061】

このデジタルサウンド再構成スピーカ装置の非限定的な実施例が、図２、４を参照して説明される。

【0062】

システム１０はさらに、超音波を感知するように構成された少なくとも１つのセンサ１３を具える。超音波は、周波数が３０ＫＨｚより高い音波を含む。

【0063】

いくつかの実施例によれば、システム１０は、複数のセンサ１３を具える。例えば、これらのセンサは、異なる物理的位置に配置することができる。

【0064】

いくつかの実施例によれば、デジタルサウンド再構成スピーカ装置から空間に向けて発せられ物体の少なくとも一部に反射された音波の反射を検知するために、少なくとも１つのセンサが、システム１０の各デジタルサウンド再構成スピーカ装置に関連付けられる。

【0065】

いくつかの実施例によれば、センサ１３は、超音波のみを感知する専用のセンサとすることができる。

【0066】

いくつかの実施例によれば、センサ１３は、超音波と他の音波の両方を感知することができる音響センサであってもよい。この場合、感知されたデータの後処理を実行して（センサ内または外部処理ユニットで実行しうる）、感知されたデータをフィルタリングし、超音波成分のみを得ることができる。

【0067】

センサ１３は、システム１０の一部であってもよいし、システム１０の外部にあってもよい。

【0068】

いくつかの実施例によれば、センサ１３およびデジタルサウンド再構成スピーカ１２は同じパッケージ内にある。いくつかの実施例によれば、センサ１３とデジタルサウンド再構成スピーカ１２は同じパッケージ内にない。

【0069】

いくつかの実施例によれば、センサ１３は、デジタルサウンド再構成スピーカ１２のチップの一部である。他の実施例によれば、センサ１３は、デジタルサウンド再構成スピーカ１２のチップとは異なるチップ上に配置される。

【0070】

いくつかの実施例によれば、センサ１３は、有線接続または無線接続を介して、制御ユニット１１および／またはデジタルサウンド再構成スピーカ１２とデータを交換することができる。

【0071】

いくつかの実施例によれば、システム１０の構成要素の少なくとも一部は、唯一のパッケージ内に配置される。

【0072】

いくつかの実施例によれば、システム１０は、制御ユニットと通信可能な、データ格納用の非一時的メモリ（図示せず）をさらに具える。

【0073】

いくつかの実施例によれば、システム１０は、超音波を透過する音響ウィンドウを具えてもよい。この音響ウインドウはさらに、センサ１３またはデジタルサウンド再構成スピーカ装置１２といったシステムの構成要素を害する可能性のある粒子（通常は小さな粒子）がパッケージに入ることができないようにすることもできる。

【0074】

いくつかの実施例によれば、システム１０は、センサ１３に接続された増幅器（図示せず）を具えることができる。センサ１３によって感知された超音波は、増幅器に送られ、制御ユニットが空間内の物体の少なくとも一部の位置を少なくとも検出できるように、信号が増幅される。

【0075】

いくつかの実施例によれば、システム１０は、計算されたデータの結果および／または表示を表示するための、および／または、適合するインターフェースを介してユーザがディスプレイユニットに表示されたデータを入力できるようにする、ディスプレイユニット（図示せず、例えばスクリーン）を具える。

【0076】

例えば、システム１０は、計算された物体の位置または他のパラメータ（例えば、サイズ、形状など）を表示することができる。

【0077】

図２は、図１のシステム１０の一部であり得るデジタルサウンド再構成スピーカ装置２３の実施例を示す。図２の表現は簡略化した表現であり、異なる構成を使用することができる。

【0078】

図示するように、デジタルサウンド再構成スピーカ装置２３は、圧力パルス生成要素２１のアレイを具える。各圧力パルス生成要素２１は、少なくとも１つの可動要素２２を備え、これは、静電力および／または圧電力といった力に応答して１以上の軸に沿って動くよう拘束されている。

【0079】

処理ユニット上で動作可能な制御ユニット２０は、動きを制御して音波を生成するために移動素子のアレイに印加されるべき信号を計算する。制御ユニット２０は、制御ユニット１１と同じであってもよいし、異なる制御ユニットであってもよい。

【0080】

特定の実施例では、デジタルサウンド再構成スピーカ装置は、それぞれ６ミクロンの合計移動距離を有する、３２個の圧力パルス発生要素×３２個の圧力パルス発生要素でマトリクス配置された１０２４個の圧力パルス発生要素を具える。

【0081】

図３に示すように、各圧力パルス生成要素３０は通常、可動要素３１と、第１の電極３２（下部電極）と、第２の電極３６（上部電極）とを少なくとも具える。

【0082】

いくつかの実施例によれば、制御ユニット２０は、可動要素３１と電極３２、３６との間に（例えば、スイッチング機構を介して）電圧を印加するように構成される。可動要素３１と電極３２、３６との間に異なる電圧を印加すると、軸に沿って可動要素を並進移動させる静電力が誘導される。

【0083】

いくつかの実施例によれば、可動要素３１は、移動する軸上の極限位置の少なくとも一方、すなわち、下部電極に隣接する位置または上部電極に隣接する位置にラッチすることができる。

【0084】

いくつかの実施例によれば、図４の非限定的な実施例に記載されているように、制御ユニットは、電極および可動要素の複数グループをアドレスすることができる。

【0085】

この実施例では、圧力パルス生成要素４１０（可動要素４２０および電極４３０、４４０を含む）は、異なるサブセットに分割される。

【0086】

同じ列の圧力パルス生成要素４１０に属する上部電極４３０は、同じ配線４１１で制御ユニット４５０に接続されている。

【0087】

同じ列の圧力パルス生成要素４１０に属する下部電極４４０は、同じ配線４１２で制御ユニット４５０に接続されている。

【0088】

同じラインの圧力パルス生成要素４１０に属する可動要素４２０は、同じ配線４０２を用いて制御装置４５０に接続される。

【0089】

このようなデジタルサウンド再構成スピーカ装置のさらなる実施例および変形例が、本出願人の特許出願ＷＯ２０１２／０７００４２に記載されており、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

【0090】

図５を参照すると、空間で物体の少なくとも一部の少なくとも位置の検出を含む方法の実施例が記載されており、これは例えば音響及び検出システム１０の使用を含む。

【0091】

図示するように、この方法は、少なくともデジタルサウンド再構成スピーカ装置の複数の圧力パルス生成要素の作動を制御して、少なくとも空間に向けられた超音波ビームを生成するステップ５０を含むことができる。

【0092】

いくつかの実施例によれば、超音波ビームは、所望の指向性を得るように制御される。「指向性」または「指向性パターン」には、デジタルサウンド再構成スピーカ装置によって生成された音響エネルギーの空間分布のパターンが含まれる。いくつかの実施例によれば、超音波ビームの形状が制御される。空間内での超音波ビームの指向性や形状を制御するための実施例が、本明細書で後述される。

【0093】

ステップ５０で実行される制御は、所望のパラメータ（例えば、周波数、振幅、形状、方向など）を有する波を生成するために、制御サイクル中にデジタルサウンド再構成スピーカのアレイのどの可動要素を動かすかを決定するステップと、制御ユニットから対応する信号を圧力パルス発生素子に送るステップとを含むことができる。

【0094】

このように、ステップ５０において、超音波を得るように制御が行われる。

【0095】

ステップ５０で実行される制御は、音響および検出システム１０の制御ユニット（図１の制御ユニット１１など）、および／またはデジタルサウンド再構成スピーカ装置の制御ユニット（例えば、図２のユニット２０）によって実行することができる。この制御は、単一の制御ユニットによって行ってもよい。いくつかの実施例によれば、この制御は、外部制御ユニット、例えば音響および検出システムを含む装置の制御ユニットによって実行される。

【0096】

ステップ５０で生成された超音波は、デジタルサウンド再構成スピーカ装置に面した空間の少なくとも一方向に送られ、導かれる。

【0097】

物体の少なくとも一部が超音波ビームの経路上に存在する場合、当該部分は超音波ビームを（少なくとも部分的に）反射することができる。

【0098】

この方法は、物体の一部によって反射された超音波を感知するステップ５１を含んでもよい。

【0099】

この方法は、少なくとも超音波ビームが反射された位置を検出／計算するステップ５２を含むことができる。この位置は、超音波ビームを反射した物体の部分の位置に対応する。

【0100】

この方法は、（限定しないが）物体の少なくとも一部の位置、速度、加速度、方向、あるいは（限定しないが）その寸法、大きさ、形状といった当該物体の少なくとも一部の物理的パラメータといった多様なパラメータを計算することを含んでもよい。この方法はまた、物体の少なくとも一部の音響反射特性を特定することを含んでもよい。

【0101】

この方法はまた、物体の位置を特定および／または追跡することを含んでもよい。この方法はまた、物体の少なくとも一部の距離測定を行うことを含んでもよい。必要に応じて他のパラメータを計算することができる。

【0102】

反射された超音波の検知ステップ５１は、少なくとも図１のセンサ１３によって行うことができる。図１に関して述べたように、センサ１３によって検知された超音波は増幅可能である。センサによって感知された超音波は（必要に応じて増幅後に）、さらなる処理のために、制御ユニット（システム１０の制御ユニット１１など）または別のプロセッサベースの制御ユニットに送られる。この他のプロセッサベースの制御ユニットは、任意の適合した有線または無線接続を介してシステム１０と通信する遠隔制御ユニットであってもよい。

【0103】

この方法はさらに、物体の位置またはその形態などの、計算されたデータを出力するステップ（図示せず）を含むことができる。これらのデータは、例えば、画面に表示されてもよい。

【0104】

図６は、図５の方法の一実施例を示し、ここでデジタルサウンド再構成スピーカ装置６０は、空間に向けて指向性が制御された超音波ビーム６５を送信する。センサ６２は、物体６１の反射面６４に反射された超音波６３を検知する。

【0105】

いくつかの実施例によれば、制御ユニットは、検出された反射信号のタイミング、および／または振幅、および／または位相を、デジタルサウンドスピーカによって放射された既知の超音波ビームのパラメータとともに使用して、少なくとも物体の少なくとも一部の位置を検出し、物体の様々なデータを計算する。特に、制御ユニットは、超音波ビームの反射が物体のどの部分で行われたかを（可能であればいつかも）計算することができる。

【0106】

送出される超音波ビームの既知のパラメータは、超音波ビームの放出時間、方向、形状、スペクトル内容、振幅、コーディング（本明細書で後述する）などを含むことができる。これらの既知のパラメータは、デジタルサウンド再構成スピーカ装置の制御ユニットで計算あるいは決定することができ、当該制御ユニットが超音波ビームの放射を制御する。既知のパラメータは、（以前のステップで計算された）以前の反射の位置を含んでもよい。

【0107】

反射された超音波に基づいて制御ユニットによって計算され得るデータは、例えば、物体の位置（したがってその相対距離）、物体の寸法（そのサイズまたは物体の形状など）、物体の動きを表すデータ（物体の一変化、速度または加速度）、物体の音響反射特性、および粗さ、気孔率、硬度などの超音波反射率に影響のある特性を含む。

【0108】

物体の動きを表すデータは、例えば、超音波が物体に向けて繰り返し送出される場合に計算することができる。

【0109】

いくつかの実施例によれば、これらのデータを計算するために、制御ユニットは、反射された超音波を送出した超音波ビームと相関させることができる。

【0110】

いくつかの実施例によれば、制御ユニットは、公知のアルゴリズムを使用する。いくつかの実施例によれば、制御ユニットは、反射超音波を感知した時間と超音波ビームを送出した時間との間の差を計算する。この差に空気中における音速を掛けることにより、制御ユニットは、反射が発生した位置を計算することができる（加えて、制御ユニットは、音響および検出システムによる超音波ビームの放出方向を知っている）。

【0111】

反射面の位置は時間で分かるので、速度および加速度を計算することができる。

【0112】

反射面の位置は、物体の形状および寸法に関する情報を提供することもできる。

【0113】

いくつかの実施例によれば、検出された超音波ビームの振幅と放出された超音波ビームの振幅とを比較することによって、物体の音響反射特性を計算することができる。音響反射特性が低い物体は、反射前の超音波ビームの振幅に対して減少した振幅の超音波反射を生じる。

【0114】

いくつかの実施例によれば、単一のデジタルサウンド再構成スピーカ装置と単一のセンサを用いて、物体の三次元情報を得ることができる。実際、超音波ビームに面していない物体の部分には、例えば物体の周囲に存在する壁など、物体を取り囲む少なくとも１つの反射体による超音波ビームの反射によって到達することができる。

【0115】

複数の超音波センサおよび／またはデジタルサウンド再構成スピーカ装置を使用すれば、解像度（ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）を向上させることができる。さらに、三次元データの内容が増大する。いくつかのデジタルサウンド再構成スピーカ装置が使用される（必要に応じて、いくつかのセンサが超音波を検出するように構成される）場合、様々な地点および／または様々な方向から超音波を対象に向けて送ることができる。

【0116】

いくつかの実施例によれば、放出された超音波ビームをコーディングすると、物体の反射表面の位置特定を改善することができる。

【0117】

実際、このコーディングにより、物体の一次反射と二次反射との区別が容易になる。

【0118】

実際、前のタイミングからの二次反射が、一次反射と同じタイミングでセンサに到達し、反射間を区別することがより困難となる場合がある。

【0119】

結果として、制御ユニットは、より容易に物体を検出し、その物体の位置または他のパラメータを計算できるようになる。

【0120】

放射された超音波ビームのコーディングは、周波数チャープ、パルスコーディング、または当技術分野で知られている他の任意の方法を用いて実現することができる。

【0121】

図７は、少なくとも空間で物体の少なくとも一部の位置の検出を含む方法の別の実施例を示す。

【0122】

図７の方法は、図５の方法と似ているが反復的であり、例えば空間に存在する物体を走査するために超音波ビームで空間をスキャンすることができる。

【0123】

ステップ７１は、ステップ５０と類似し、少なくともデジタルサウンド再構成スピーカ装置の複数の圧力パルス発生要素の作動を制御して、空間に向けて少なくとも超音波ビームを生成するステップを含み、ここで前記超音波ビームは、予め定義された指向性を有する。

【0124】

いくつかの実施例によれば、超音波ビームの形状も制御される（すなわち、ビームの開口を画定する角度）。１つの形状例は円錐形であり、円錐の角度は予め規定することができる。図１２は、円錐形のビームを生成する２Ｄアレイの１Ｄ図を示す。

【0125】

例えば、物体が検出された場合、制御ユニットは、物体の一部に超音波ビームを集束させるために、前記角度を小さくすることができる。

【0126】

予め規定された指向性（それぞれ予め定められた形状）は、各時間クロックで可動要素が動くように選択するような、制御のパラメータを選択することによって達成することができる（ステップ８０）。

【0127】

所定の指向性および／または形状を有する超音波ビームを用いることにより、音波のエネルギーを特定の方向に、すなわち物体の特定の部分に向けて集中させることができる。

【0128】

いくつかの実施例によれば、制御ユニットは、指向性および／または形状が時間で変化するように、超音波ビームの指向性および／または形状を制御する。

【0129】

超音波ビームの指向性は、例えば、先験的な知識または検出される物体の位置および／または形態の少なくとも大まかな知識に基づいて選択することができる。超音波ビームの指向性は、ユーザが入力したデータに基づいて選択してもよいし、外部センサ（例えば、検出する物体の位置を示す付加的な位置センサ）によって提供されるデータに基づいて選択することもできる。

【0130】

超音波ビームの指向性は、本方法における前のサイクルから収集された前のデータに基づいて制御することもできる。例えば、制御ユニットが、以前の制御サイクルで物体が所与の位置または所与の形状を有すると特定した場合、検出される物体の外面に従って、次の制御サイクルでどの方向に超音波ビームを送出すべきかを予測することができる。制御ユニットは、次の制御サイクルで使用される超音波ビームの方向を予測するために、物体の所定の形態または既知の形態を使用してもよい。

【0131】

超音波ビームの指向性も予め設定することができる。例えば、超音波ビームの指向性は、空間内の特定の経路に従うように選択することができる。例えば、立方体をカバーするように制御して、超音波ビームが、当該立方体の内部を平行線で走査するようにしてもよい。他の経路を用いてもよい。

【0132】

一部の実施例によれば、制御ユニットは、物体が検出されるまで、空間を走査するように超音波ビームの指向性を制御する。

【0133】

いくつかの実施例によれば、制御ユニットは、事前定義されたパラメータを有する物体（例えば、限定しないが、所定の位置／配置／形状を有する物体など・・・）が検出されるまで、空間を走査するように超音波ビームの指向性を制御する。

【0134】

この方法は、（ステップ５１と類似の）反射された超音波を検出するステップ７２と、（ステップ５２と類似の）物体の少なくとも一部の少なくとも位置を検出するステップ７３とを含んでもよい。

【0135】

図７に示すように、本方法は反復可能であってよい。ステップ７０（ステップ７３の後またはステップ７２の後に実行することができる）は、次の制御サイクルのための超音波ビームの指向性を選択するためのパラメータを選択するステップ７０を含んでもよい。結果として、超音波ビームの方向は時間的に変化してもよい。

【0136】

この制御の目的は、空間内を走査して、空間内の物体を検出することである。いくつかの実施例によれば、制御ユニットは、計算された反射面の位置の変化が閾値を超えた場合に、超音波が物体によってもはや反射されておらず、現在は他の物体が超音波を反射していることを検出することができる。

【0137】

物体の走査により、制御ユニットが空間における物体の外面の位置の変化を計算することが可能となる。実際、各制御サイクルにおいて、制御ユニットは、反射面の位置を計算することができる。これらの位置をつなげると、物体の外面形状となる。結果として、物体の外面の形状を再構成することができる。

【0138】

時間における物体の反射面の位置の計算は、時間および／またはその速度および／またはその加速度におけるその位置の変化など、物体の動きを表す値を計算するのに用いることもできる。

【0139】

いくつかの実施例によれば、制御ユニットは、最初はナイフエッジ形の超音波ビームの指向性を制御して、一方向の空間を走査する。物体の存在が検出されると、制御ユニットは、直交方向にもう一度ナイフエッジ形の走査を加え、その後、集束させたビームを用いて関心領域を走査することができる。

【0140】

図１に関して述べたように、システム１０は、二重の音響および検出システムとすることができる。

【0141】

すなわち、いくつかの実施例によれば、システム１０は、いくつかの時間インターバルでは可聴コンテンツを生成し、他の時間インターバルでは空間内に存在する物体の少なくとも一部の少なくとも位置を計算するのに使用することができる。

【0142】

図８は、そのような二重使用の実施例を示す。

【0143】

この実施例によれば、制御ユニット（例えば、制御ユニット１１および／または２０）は、第１の期間（図８の非限定的な実施例における時間ｔ=０から時間ｔ=ｔ１）では、（主に）可聴音（音波は副産物の超音波を含む）を含む音波を発生させるようにデジタルサウンド再構成スピーカ装置を制御する。換言すれば、この第１の期間中、音響および検出システムは、主にデジタルサウンド再構成スピーカとして使用される。例えば、音楽や音声が、デジタルサウンド再構成スピーカによって生成される。必要性および／または用途に応じて、他の可聴音を生成してもよい。可聴音を生成するための可動要素の可能な制御の実施例は本明細書において以降に説明され、また本出願人の特許出願ＷＯ２００９／０６６２９０（参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）からも公知である。いくつかの実施例によれば、可聴コンテンツを含みこれらの期間中に発せられる音波は、所定の指向性パターンを有するように生成することができる。

【0144】

制御部（例えば、制御ユニット１１及び／又は２０）は、少なくとも物体の少なくとも一部の位置の検出を行う必要があると判断した場合には、デジタルサウンド再構成スピーカ装置を制御して、例えば図５または図７の方法により、空間に向けた超音波ビームを生成する。

【0145】

物体検出へと切り替える決定は、ユーザ入力、他のセンサによって検出されたデータ、制御ユニットによって実行される制御の所定の時間スケジュールなどの（ただしこれに限定されない）様々な要因に基づいて行うことができる。

【0146】

物体の少なくとも位置の検出を実行するために必要な超音波が送出されると、制御ユニットは、（必要に応じて直ちに、または追加の時間遅延後に）可聴コンテンツを含む音波の生成に戻ってもよい（時刻ｔ２から時刻ｔ３まで）。

【0147】

図８の実施例では、制御部が超音波を生成するようにデジタルサウンド再構成スピーカ装置を制御すると、可聴コンテンツの生成が停止される。

【0148】

図９は、図８の方法の別の実施例を示す。

【0149】

本実施例では、制御ユニットは、複数の圧力生成要素の動作を制御して、
−第１の時間サブセット中に（本実施例では、［０；ｔ_１］、［ｔ_２；ｔ_３］、［ｔ_４；ｔ_５］、[ｔ_６；ｔ_７］の間に）、（主に）可聴コンテンツを含む音波、および
−第２の時間サブセット中に（本実施例では、］ｔ_１；ｔ_２［、］ｔ_３；ｔ_４［、］ｔ_５；ｔ_６［の間に）、１以上の超音波ビームを生成するようにする。反射ビームの感知は、可聴コンテンツの放出中も行うことができる。

【0150】

第２の時間サブセットは、物体の検出や物体の物理的または慣性的なパラメータの計算といった、物体の検出および感知信号の後処理に必要な時間を必ずしも含まないことに留意されたい。この後処理は、任意の時間インターバルで行うことができる。

【0151】

本実施例では、制御ユニットは、可聴コンテンツを含む音波の生成と、超音波の生成とを数回交互に繰り返す。

【0152】

いくつかの実施例によれば、制御ユニットは、（前述の選択による品質の）可聴コンテンツを生成し物体の少なくとも一部を検出するように、第１の時間サブセットおよび／または第２の時間サブセットを選択する（特に、それらの持続時間、および／またはそれらの周波数を選択することができる）。

【0153】

いくつかの実施例によれば、制御ユニットは、第１の時間サブセット中の１以上の超音波ビームの生成と、第２の時間サブセット中の可聴コンテンツの生成とを交互に行うように、複数の可動要素の作動を制御するように構成され、ここで第２の時間サブセットの間にデジタルサウンド再構成スピーカ装置によって生成された可聴コンテンツの中断では、可聴コンテンツに望ましくない可聴歪みが生じない。

【0154】

いくつかの実施例によれば、望ましくない可聴歪みのレベルは、アプリケーションに依存する。ユーザが車両を駐車している場合（例えば、音響および検出システムを車両に組込んで障害物を検出し、車両の駐車を支援するための音声メッセージまたは警告を発することが明細書の後段に記載される）、所定のレベルの可聴歪みが許容される。

【0155】

ユーザが音楽を聴いている場合（すなわち、無音部分を含まない）、可聴歪を回避することが望ましい。この場合、可聴コンテンツに可聴歪が生じないように制御することができる。したがって、ユーザの聴取セッションを中断（ｂｒｅａｋ）することなく（すなわち、ユーザが超音波生成中に中断があったと感じることなく）、可聴コンテンツを聞き、物体を検出することが可能である。

【0156】

中断による可聴歪みのない（あるいは中断による可聴歪みが閾値以下の）可聴コンテンツを得るための考え得る実施例は、第２の時間サブセットに属する期間の長さを短く選択することを含むが、依然として物体の検出が可能である。

【0157】

中断による可聴歪みのない（あるいは中断による可聴歪みが閾値以下の）可聴コンテンツを得るための別の可能な実施例は、制御ユニットによって、第１の時間サブセットと第２の時間サブセットを不規則に変更する制御を行う。結果として、人間の耳は、第２の時間サブセットで超音波生成による可聴コンテンツの中断があったことを検出することができない。

【0158】

いくつかの実施例によれば、音響および検出システムは、少なくとも２つのデジタルサウンド再構成スピーカ装置を具える。制御ユニットは、デジタルサウンド再構成スピーカ装置の１つを可聴コンテンツを含む音波を生成するように制御し（いくつかの実施例によれば、制御ユニットは少なくとも通常の音声スピーカを制御して可聴コンテンツを生成する）、同時に、他方のデジタルサウンド再構成スピーカ装置を制御して超音波ビームを放出する。

【0159】

いくつかの実施例によれば、制御ユニットは、可聴コンテンツの情報を受信して、「重要度」の低い可聴コンテンツの時間インターバルを示す情報を生成する（この「重要度」は、ユーザが選択可能な多くの基準に基づいて評価することができ、例えば、サウンドの内容に依存してもよい）。結果として、制御ユニットは、重要性の低いこれらの時間インターバルの間に超音波を生成するようにデジタルサウンド再生スピーカ装置を制御することができる。

【0160】

例えば、これらの時間インターバルは、可聴コンテンツの「サイレント」部分に対応してもよい。あるいは、制御部は、これらの部分を識別するために、生成するサウンドを表すデジタル信号を前処理するようにしてもよい。

【0161】

娯楽ソースの音声信号の場合、これらの時間インターバルは広告に対応していてもよい。

【0162】

これらの実施例は、限定的ではない。

【0163】

可聴コンテンツまたは超音波を含む音波を生成するための可動要素の制御（例えば、ステップ５０で必要）について以下に説明する。

【0164】

図１０は、それぞれ可動要素を具える２４個の圧力パルス生成要素のアレイに適用できる制御の実施例を示す図である。この非限定的な例において、圧力パルス生成要素は、例えば、中心の要素を除いた５行５列のマトリクス上に配置されている（図１０において、符号「ｉ−ｊ」はｉ番目の行とｊ番目の列に対応する）。実際には、（限定しないが）１０２４個の圧力パルス生成要素のような多数の圧力パルス生成要素を、各デジタルサウンド再構成スピーカ装置の各アレイに使用することができる。

【0165】

図示されているように、図１０は、可動要素１−１、・・・、１−５、２−１、・・・、２−５、３−１、・・・、３−５、４−１、・・・、４−５のそれぞれの変位の複合グラフであり、これらが組み合わさって合計の圧力効果１１０を提供する。

【0166】

時間クロック「１」の開始時に、可動要素１−１が解放されて上側位置にラッチされ、振幅「１」の正の圧力パルスが生成される。

【0167】

時間クロック「２」の開始時に、可動要素１−２、１−３および１−４が解放されて上側位置にラッチされ、振幅「３」の正の圧力パルスが生成される。

【0168】

時間クロック「３」の開始時に、可動要素１−５、２−１、２−２、２−３および３−４が解放されて上側位置にラッチされ、可動要素１−１が移動して下側位置にラッチされ、振幅「４」（５マイナス１に対応）の正の圧力パルスが生成される。

【0169】

時間クロック「４」の開始時に、可動要素２−４、２−５、３−１および３−３が解放されて上側位置にラッチされ、振幅「４」の正の圧力パルスが生成される。

【0170】

時間クロック「５」の開始時に、可動要素１−１、３−２および４−４が解放されて上側位置にラッチされ、振幅「３」の正の圧力パルスが生成される。

【0171】

時間クロック「６」の開始時に、可動要素３−５が解放されて上側位置にラッチされ、振幅「１」の正の圧力パルスが生成される。

【0172】

時間クロック「７」の開始時に、可動要素３−２が移動されて下方位置にラッチされ、振幅「−１」を有する負の圧力パルスが生成される。

【0173】

時間クロック「８」の開始時に、可動要素１−２、１−３、３−４が移動されて下方位置にラッチされ、振幅「−３」の負の圧力パルスが生成される。

【0174】

時間クロック「９」の開始時に、可動要素１−１、２−１、２−２および３−５が移動されて下方位置にラッチされ、振幅「−４」の負の圧力パルスが生成される。

【0175】

時間クロック「１０」の開始時に、可動要素３−１、４−１、４−２および４−３が移動されて下方位置にラッチされ、振幅「−４」の負の圧力パルスが生成される。

【0176】

時間クロック「１１」の開始時に、可動要素１−５、２−３および２−４が移動されて下側位置にラッチされ、振幅「−３」の負の圧力パルスが生成される。

【0177】

時間クロック「１２」の開始時に、可動要素１−４が移動されて下方位置にラッチされ、振幅「−１」の負の圧力パルスが生成される。

【0178】

したがって、この図に示すように、各時点で移動する可動要素の数およびこれらの可動要素が移動する時間を制御すると、各時間クロック後に生成されるパルス１０１の高さが制御される。

【0179】

全てのパルス１０１のエンベロープは、生成される音波を表す。

【0180】

音波の周波数は、パルスのエンベロープの形状に依存する。したがって、可聴周波数範囲または超音波周波数範囲内の所望の音波を生成することが可能である。

【0181】

いくつかの実施例によれば、制御クロックの周波数は、可動要素の固有共振周波数に相関する。例えば、この制御は、可動要素の固有共振周波数の倍数である周波数を有する。

【0182】

なお、後述するように、放射音の指向性や形状を制御するために、各クロックで動作するデジタルスピーカにおける各可動要素または各可動要素群の位置は、所望の音の方向および形状によって決定されるものであり、図１０では、可動要素の選択が重要ではなく、その説明は明瞭化のために単純化されている。

【0183】

次に、音波の指向性の制御方法について説明する。これらの方法は、所望の指向性（および必要に応じて所望の形状）の超音波ビームを生成するために使用することができる。

【0184】

図１１は、複数の圧力パルス生成要素１１１ａ、１１１ｂ等を具えるアレイ１１０を示す。垂直軸に対して傾いた方向性を有する超音波を生成するために、制御部は、アレイの軸１１２に沿って左から右へと遅延を増加させた制御信号を供給する（例えば、遅延は線形に増加）。圧力パルス生成要素の各々に送られる前に制御信号に適用される遅延は、点線１１３で視覚化することができる。より長い点線が、より長い時間遅延を表す。

【0185】

したがって、図１１において、圧力パルス生成要素１１１ａに送られる制御信号は遅延を有さないので、この圧力パルス生成要素が最初に超音波を送出し、圧力パルス生成要素１１１ｂに送られる制御信号は圧力パルス生成要素１１１ａに送られる制御信号に対して遅延を有するので、圧力パルス生成要素１１１ｂは２番目に超音波を送出するようになる。

【0186】

実質的に平行な超音波が得られ、これは垂直軸に対して傾斜している。

【0187】

図１２は、空間内のある点Ｐに向けられ、焦点を合わせた超音波ビームの形成を示す（この方法は、当該技術分野において「ビーム形成」とも呼ばれる）。ここで図１２は、デジタルサウンド再構成スピーカの２Ｄアレイの１Ｄ表現であり、これが２Ｄで表されている３Ｄ集束ビームを形成することに留意されたい。

【0188】

これは、例えば、圧力パルス生成要素に送られる制御信号の遅延を選択することにより、遅延と、異なる圧力パルス生成要素から空間内の点Ｐまでの音の移動時間との和が、アレイの各パルス生成要素で等しくなるようにすることで達成できる。

【0189】

図１２に示すように、制御信号に適用される遅延は、左から右に向かって増加しているが、線形ではない。これにより、焦点Ｐおよびその周り（音の各スペクトル成分の波長に実質的に等しい寸法の領域）の音の強度が近くの他の地点より高くなるように、焦点Ｐに集束するカーブした波面Ｆが生じる。このようにしてビームの指向性と形状を制御することができる。

【0190】

同様の制御が、デジタルサウンド再構成スピーカのアレイを作る圧力パルス生成要素の２次元マトリックスに適用され、３Ｄで集束され成形されたビームが生成される（例えば、図２または図４のアレイを参照）。

【0191】

所望の指向性パターンと形状を有する音波を生成するためのデジタルサウンド再生スピーカ装置の他の可能な制御が、特許出願ＷＯ０１／２３１０４およびＷＯ２００７／１３５６７８に記載されており、これらは参照により本書に組み込まれる。

【0192】

主に可聴周波数帯に位置するサウンドビームではなく、所定の指向性パターンを有する超音波ビームを使用すると、より狭いビームを生成できることに留意されたい。したがって、超音波ビームを物体の部分にさらに集中させて、物体のより正確で詳細な検出が提供される。

【0193】

いくつかの実施例によれば、超音波ビームは、広帯域周波数（例えば、６０ＫＨｚから１００ＫＨｚの周波数範囲）で放射されてもよい。広帯域周波数を用いると、狭帯域信号（例えば、９８ＫＨｚから１００ＫＨｚの周波数範囲）を用いた場合よりも、より正確な距離や位置の特定が可能となる。他の実施例によれば、超音波範囲の任意の周波数を超音波ビームに使用することができる。

【0194】

デジタルサウンド再構成スピーカの最も遠い２つの遠隔圧力パルス発生要素（すなわち、アレイの各端部に位置する圧力パルス発生要素）の間の距離も、ビームの狭い形状に影響を及ぼす。特に、この距離が大きいほど、放射されるビームは狭くなる。

【0195】

いくつかの実施例によれば、複数のデジタルサウンド再構成スピーカを使用するか、可動要素が密なデジタルサウンド再構成スピーカを使用するかによって、利用可能な可動要素の数が十分に多い場合、音声コンテンツと指向性の（必要に応じて成形された）音声ビームを生成するタスクを同時に実行することができる。図８、９の非限定的な例において、制御ユニットは、少なくとも第１の時間インターバルで可聴コンテンツの生成と少なくとも第２の時間インターバルで指向性の（必要ならば成形された）超音波ビームの生成とを交互に行うよう制御するが、この実施例では、制御ユニットは、同じ時間インターバルで両方のタスクを実行することができる。前述の実施例で説明した同様の方法を使用してもよいが、本実施例では、可聴コンテンツを生成するために少なくとも第１の可動要素のサブセットを使用し、超音波ビームを生成するために少なくとも第２の可動要素のサブセットを使用して同時制御する。

【0196】

いくつかの実施例によれば、デジタルサウンド再構成スピーカによって音声を生成する際に生成される超音波を、専用の（必要に応じて成形された）超音波ビーム走査（例えば図５、７に関して前述した）を用いる場合よりも低い精度で、空間内で物体の少なくとも位置を検出するのに用いることができる。実際には、既に述べたように、デジタルサウンド再構成スピーカが音声コンテンツを生成するとき、超音波も生成され、したがって、これを少なくとも物体の位置の検出に用いることができる。

【0197】

以下に、視界の悪い環境に配置された、および／または障害物の後方に位置する物体または表面の少なくとも位置を検出する方法について説明する。

【0198】

図１３は、そのような方法の非限定的な実施例である。

【0199】

図示されているように、この方法は、空間へ所望の方向に向けて（いくつかの実施例では所望の形状で）超音波ビームを生成するための圧力パルス生成要素の作動を制御するステップ１３１と、反射した超音波を感知するステップ１３２と、物体の少なくとも一部の位置を少なくとも検出するステップ１３３とを含む。この物体の少なくとも一部は、可視性の低い環境内にあるか（または視界がなく、システムが超音波に基づいて物体を検出する）、および／または障害物の背後に位置する。

【0200】

この方法は、スクリーンに物体および／または物体のデータ（例えば、物体の少なくとも一部の寸法、距離、形状、方向、動きを表すデータ、および音響反射特性を含む、先の実施例で述べたデータ）を表示するステップ１３４を含んでもよい。

【0201】

必要であれば、制御ユニットは、現在および／または次の制御サイクル（１つまたは複数）で超音波ビームの指向性を選択するためにパラメータを選択することができる（ステップ１３０）。

【0202】

可視性の低い環境は、例えば、煙、霧、煙霧、蒸気などを含むことができる。

【0203】

いくつかの実施例によれば、この環境は光吸収性の環境である。

【0204】

物体の一部が障害物の背後に位置する場合、超音波ビームは、物体の環境内に位置する反射体に向けて送信することができる。超音波ビームはこの反射体によって反射され、障害物の後ろに位置していても物体に到達することができる。物体および反射体に反射して戻る超音波を感知することによって、システムは物体の位置などの様々なデータを計算することができる。

【0205】

したがって、本実施例では、反射体は、超音波ミラーとして使用される。これは、当該環境内に存在する反射体の位置に関する知識を必要とする。反射体は、例えば壁を含む。

【0206】

図１４は、図１３の方法を実行するために使用することができるシステム１４０の実施例を示している。システム１４０は、音響および検出システム１０を具える。

【0207】

このシステムは、（環境および／または障害物の存在によって）物体の視認性が低い場合でも、物体および／または物体のデータの可視化を実現するカメラとしてみることができる。また、このカメラは音声スピーカとしても使用することができる。例えば、消防士はカメラを装着して煙を通して物体を検出するとともに、当該カメラを音声通信に用いることもできる。

【0208】

次に、前述した音響および検出システムを利用したオーディオサウンドシステムについて説明する。このシステムの様々な部分の説明は、必要な変更を加えてここに当てはまる。

【0209】

図１５に示すように、オーディオサウンドシステム１５０は、音響および検出システム１０を具え、さらに少なくとも１つの追加のサウンドスピーカ１５１を含んでもよい（いくつかの実施例でば、オーディオサウンドシステム１５０は追加のサウンドスピーカ１５１を有さない）。超音波センサ１３（図１に記載）は、システム１５０の一部であっても、システム１５０の外部にあってもよい。

【0210】

オーディオサウンドシステム１５０は、ある時間インターバル中に（主に）可聴コンテンツを（デジタルサウンド再構成スピーカ装置を介して）生成し、他の時間インターバル中に、オーディオサウンドシステム１５０は物体の少なくとも位置を検出するために超音波を送出することができる。

【0211】

いくつかの実施例によれば、オーディオサウンドシステム１５０は、当該オーディオサウンドシステムの周辺領域の少なくとも一部をマッピングするように構成される。このマッピングは、オーディオサウンドシステム１５０によって生成される可聴サウンドのパラメータを制御するのに用いることができる。

【0212】

図１６の非限定的な実施例に示すように、この方法は、制御ユニットが超音波ビームの指向性を選択するためのパラメータを選択するステップ１６０を含んでもよい。ステップ１６０は、図７のステップ７０と同様である。

【0213】

いくつかの実施例によれば、制御ユニットは、異なる制御サイクルの間（または制御サイクルの異なるグループの間）で、超音波ビームの指向性パターンを変更して、周辺領域を走査する。図１７は、周辺領域のそのような走査を非限定的に示す（矢印１７１は、異なる制御サイクル間で超音波ビームの方向の進展を表す）。

【0214】

いくつかの実施例によれば、１８０度の画角の走査が得られる。この値は限定的ではない。

【0215】

この方法は、所望の指向性を有する超音波ビームを生成するための、圧力パルス生成要素の作動を制御するステップ１６１を含むことができる。ステップ１６１は、図７のステップ７１と同様である。

【0216】

前の実施例で既に説明したように、オーディオサウンドシステム１５０は、超音波の送出と可聴コンテンツを含む音波の送出とを交互に行うことができる。この制御のための様々なパターンが前の実施例で説明されたが、ここにも適用される。

【0217】

この方法は、オーディオサウンドシステムを囲む領域に存在する要素によって反射された超音波を感知するステップ１６２を含むことができる。ステップ１６２は、図７のステップ７２と同様である。

【0218】

この方法は、オーディオサウンドシステムを囲む領域をマッピングするステップ１６３を含むことができる。このマッピングは、オーディオサウンドシステムの制御ユニットによって、または処理ユニット上で動作可能な外部制御ユニットによって実行することができる。

【0219】

オーディオサウンドシステム１５０は、それが位置する領域の各要素の物理的パラメータについて知ることができ、したがって、この領域をマッピングすることができる。このマッピングは、当該領域の各要素の表現（representation）を構築することを含んでもよい。この表現は、オーディオサウンドシステムの周りの領域に存在する要素の少なくとも一部の、位置および／または形状および／または寸法および／または距離および／または当該要素の動きを表すデータおよび／または音響反射特性を含むことができる。この表現は、オーディオサウンドシステムのメモリに格納し、時間毎に、または連続的に更新してもよい。この表現は、表示ユニット（例えばスクリーン）を介してユーザに出力してもよい。

【0220】

オーディオサウンドシステム１５０は、周辺領域のマッピングに基づいて、可聴音を含む音波の放出を制御するように構成することができる（図１６のステップ１６４）。

【0221】

特に、可聴コンテンツの指向性パターンを制御することができる（指向性パターンの制御の例は、図１１、１２を参照）。また、異なる振幅、周波数、または内容など、音波の他のパラメータを異なる方向に制御することもできる。

【0222】

例えば、強い反射体が所定の方向に存在することを音響システム１５０が検出した場合（例えば、カーテンが窓から動かされる場合）、この方向に向かって投射される音波の振幅を低下させることができる。

【0223】

音波の指向性の最適化を達成することができる。

【0224】

いくつかの実施例によれば、オーディオサウンドシステムは、周囲の領域に存在する要素の表現を更新するたびに、音波の指向性パターンを調整することができる。いくつかの実施例によれば、音波の指向性パターンの連続的かつ動的な最適化が達成される。

【0225】

いくつかの実施例によれば、オーディオサウンドシステム１５０は、エリアをマッピングするために使用され、このマッピングは、同じ領域に存在する追加のサウンドシステムに伝達される（図１７の参照１７２参照、追加のサウンドスピーカを含んでもよい）。これらの追加のサウンドシステムは、このマッピングを使用して、音波の放射を制御することができる。

【0226】

いくつかの実施例によれば、オーディオサウンドシステム１５０は、領域の特定の要素を検出するように構成することができる。いくつかの実施例によれば、オーディオサウンドシステム１５０は、少なくとも領域内の聴取体の位置を検出するように構成される。このように、オーディオサウンドシステムは、当該オーディオサウンドシステムが発した可聴コンテンツを現在聴いている人の少なくとも位置を特定しマッピングすることができる。

【0227】

いくつかの実施例によれば、これらの聴取体は、オーディオサウンドシステムが発したサウンドを検出するサウンドセンサなどの物理的デバイスであってもよい。

【0228】

聴取体の識別は、図１８の非限定的な実施例で説明したように実行することができる。

【0229】

制御ユニット（例えば、音響システムの制御ユニット）は、反射面の位置を算出し（ステップ１８０）、超音波を反射した要素の形状を計算することができる（ステップ１８１）。この制御ユニットは、計算した形状を基準の表現と比較して（ステップ１８２）、領域内に存在する要素を識別することができる（ステップ１８３）。例えば、人間を識別することができる。比較によって一致基準に従った結果が出た場合、オーディオサウンドシステムは、この位置に聴取体が存在すると判断することができる。

【0230】

オーディオサウンドシステムは、さらに、領域に存在する要素の音響反射特性を計算し、計算された値を予想される値の範囲と比較することができる。これにより、検出された要素が例えば人間であることを確認することができる。

【0231】

この方法は、オーディオサウンドシステムの音波の指向性パターンを制御する後のステップを含んでもよい。この制御は、音響システムの音波の指向性パターンを聴取体の方に向けるように選択することを含むことができる。

【0232】

いくつかの実施例によれば、オーディオサウンドシステム１５０は、領域内に存在する要素の検出に基づいて、および／または聴取体の位置、および／または空間内でノイズキャンセルが最適となるべき他の場所に基づいて、動的ノイズキャンセリングを提供するよう構成される。

【0233】

いくつかの実施例によれば、オーディオサウンドシステム１５０は、車両に組み込まれる。

【0234】

いくつかの実施例によれば、オーディオサウンドシステム１５０は、当該オーディオサウンドシステムによって送出される音波を制御／最適化するために、車両の内部をマッピングするのに用いられる。この制御は、異なる方向に異なるコンテンツを送信するステップと、ターゲット領域内の音量を最適化するステップと、多数の反射体すなわち乗客または開いた窓のような反射体がないことの存在に音を適合させるステップとを含むことができる。

【0235】

いくつかの実施例によれば、オーディオサウンドシステム１５０は、当該オーディオサウンドシステムによって送信される音波を最適化するために、車両内の乗客の位置を特定するのに用いられる。

【0236】

いくつかの実施例によれば、オーディオサウンドシステム１５０は、各乗客に特化した動的なノイズキャンセルを実行するために、乗物における乗客の位置を特定するのに用いられる。

【0237】

次に、車両の駐車支援システムについて説明する。「駐車支援」という表現は、人間の運転手に対する支援、または自動駐車の支援を含むことができる。

【0238】

図１９に示すように、車両の駐車支援システム１９０は、図１を参照して説明したシステム１０を具えることができる。（図１に示す）超音波センサ１３は、システム１９０の一部であってもよいし、外部であってもよい。

【0239】

図示するように、システム１９０は、様々な適合する有線および／または無線通信チャネルを介して、例えば警報ユニット１９１（例えば、車両の周辺にいる人々に視覚および／または音声アラートを生成し得る警報ユニット）および／または（車両内に存在するスクリーンのような）ディスプレイユニット１９２と通信することができる。

【0240】

いくつかの実施例によれば、システム１９０は車両に組み込まれる。同様に、システム１９０は、複数のデジタルサウンド再構成スピーカ装置と、複数のセンサ（センサ１３など）とを具えることができる。第１のデジタルサウンド再構成スピーカ装置は、例えば車両の後部に取り付けられ、第２のデジタルサウンド再構成スピーカは、例えば車両の側部に取り付けられる。これにより、車両の異なる方向に位置する物体の少なくとも位置の検出が可能となる。

【0241】

図２０は、車両の駐車支援の可能な方法を示す。この方法は、図７のステップ７０−７３と同様のステップ２００−２０３を含むことができる。

【0242】

システム１９０が車両に配置された場合、システム１９０は、障害物を検出し、駐車時に障害物を回避するのを補助することができる。

【0243】

また、障害物の位置を車両の表示部に表示してもよく、これらの障害物を回避するための表示を行うことができる。

【0244】

いくつかの実施例によれば、システム１９０は、人間の存在を（別の用途について図１８を参照して説明したように）検出し、システム１９０のデジタルサウンド再構成スピーカ装置を使用して当該人間に可聴の警告を発することができる。

【0245】

これが図２１に示されており、人間が駐車場所の近くに居る。本例では、人間はシステム１９０によって検出される。

【0246】

いくつかの実施例によれば、システム１９０は、例えば人間に警報を発したり、音声命令を出すように、予め規定されたオーディオメッセージを生成することができる。これらの音声メッセージは、例えば警報ユニット１９１に格納することができる。

【0247】

図２２は、前述のシステム１０を使用するモーションセンサ２２０の実施例を示す。

【0248】

モーションセンサは、例えばセキュリティの目的で使用される（本実施例は限定的ではない）。これらは人や物の存在や動きを検出して、アラートを発したり、適切なセキュリティ処置を講じたりすることができる。

【0249】

前述の様々な実施例で既に説明したように、システム１０は、少なくとも１つの超音波ビームを送信する少なくとも１つのデジタルサウンド再構成スピーカ装置を具える。超音波ビームの指向性は、システム１０の制御ユニットによって制御することができる。

【0250】

反射した超音波をセンサ（モーションセンサ２２０の一部であっても外部にあってもよい）で検出することにより、システムは反射面を検出し、位置や速度などの様々なデータを計算することができる。

【0251】

モーションセンサ２２０によって、物体の位置が変化し、その位置の時間的変化がセキュリティ閾値に適合しないことが検出された場合、警報ユニット２２１に警報を送信してアラームを発生させる（例えば限定しないが、音声警告）。例えば、物体の時間的位置の変化が閾値を上回っている場合、移動物体がモーションセンサの視野内に存在することを示す。したがってアラームを発生させることができる。

【0252】

いくつかの実施例によれば、モーションセンサ２２０は、少なくともデジタルサウンド再構成スピーカ装置を具えるため、それ自身が音声警告を発することができる。

【0253】

いくつかの実施例によれば、例えば、自宅またはオフィスの音楽またはその一部を提供するのに用いられる音響および検出システムを、モーションセンサベースのアラームとして使用することもできる。

【0254】

次に、ジェスチャを検出するように構成されたシステムについて説明する。ジェスチャは、人体の一部の形／形状、および／または人体の一部の特定の動作によって定義することができる。例えば、ジェスチャは、（限定しないが）低い位置から高い位置への移動など、人間の手の特定の動きを含むことができる。特定のジェスチャに対応する特定の手の形状を含んでもよい。

【0255】

特に、システムは、超音波を介してジェスチャを遠隔で検出するように構成することができる（タッチレス検出）。

【0256】

図２３の実施例に示すように、ジェスチャを検出するためのシステム２３０は、様々な前述の実施例で説明したシステム１０を具えることができる。また、メモリ２３１を具えてもよい。

【0257】

このメモリ２３１は、例えば身体の一部の動作および／またはこの身体の一部の特徴（例えば、その形状、大きさなど）を含むジェスチャ定義を格納することができる。ジェスチャ定義の非限定的な実施例は、左から右へ移動する手であり得る。この場合、メモリ２３１は、左から右への動き（例えば、この動きや速度などに対応する空間における座標の変化を含む）および／または手の物理的特徴を含むを記憶することができる。

【0258】

これらのジェスチャ定義は、身体の各部分について、特定のジェスチャについての複数の軌道、それぞれの軌道、または軌道の各部分集合を含むことができる。

【0259】

いくつかの実施例によれば、ユーザは、典型的なジェスチャを定義するためのトレーニングセッションを実行し、メモリ２３１に記憶させることができる。このトレーニングセッションは、システム２３０またはジェスチャを検出するよう構成された他のシステム（例えばカメラと、画像内または映像内の物体を検出する方法を実行する処理ユニットを具えるシステム）で実行することができる。

【0260】

図２４は、ジェスチャを検出するための可能な方法を示す。

【0261】

この方法は、例えば図７のステップ７０−７３と類似するステップ２４０−２４３を含むことができる。

【0262】

ステップ２４３において、この方法は、身体の部分の異なる反射点の位置を計算することを含み得る。これにより、体の部分の形状を計算することができる。

【0263】

さらに、超音波は反復的に送信されるため、当該方法は、当該身体の部分の位置の変化を計算することができ、これは当該部分の動き、すなわち当該部分のジェスチャを表す。

【0264】

方法は、身体の部分のジェスチャを識別することを含んでもよい（ステップ２４４）。この識別は、検出された動きおよび／または形状を（例えば、メモリ２３１に格納された）所定のジェスチャのリポジトリと比較することを含んでもよい。

【0265】

システム２３０の可能な用途は、テレビなどのデバイスに統合することであり得る（この例は限定的ではない）。ユーザは、システム２３０のデジタルオーディオスピーカ装置を具えるオーディオスピーカによって生成されたテレビの音声コンテンツを聴くことができる。ユーザがテレビに命令したい場合、例えば自身の手を下から上へ上げるジェスチャは音量を上げる命令を規定するというように、ジェスチャを行うことができる。ジェスチャは、システム２３０によって識別される。システム２３０は、テレビの制御ユニットと通信して音量を上げる。

【0266】

しかしながら、この例は限定的ではない。

【0267】

より一般的には、制御ユニットは、電子デバイス（テレビ、コンピュータ、冷蔵庫など）を制御するために、ジェスチャの識別に基づいて制御信号を計算することができる。このように、ユーザは、ジェスチャに基づいてデバイスを遠隔制御することができる。

【0268】

様々な他の用途にも、先に説明した様々なシステムおよび方法を使用することができる。

【0269】

本発明は、本発明の１以上の方法を実行するための処理ユニットによって読み取り可能なコンピュータプログラムを企図するものである。本発明はさらに、本発明の１つまたは複数の方法を実行するために機械によって実行可能な命令のプログラムを具体的に実現する機械読み取り可能メモリを企図するものである。

【0270】

様々な実施例に記載された様々な特徴は、すべての可能な技術的組み合わせに従って組み合わせることができることに留意されたい。

【0271】

本発明は、その適用において、本明細書に含まれる説明または図面に示された詳細に限定されないことを理解されたい。本発明は、他の実施例が可能であり、様々な方法で実施され実行される。したがって、本明細書で使用される表現および用語は、説明のためのものであり、限定的であると見なされるべきではないことを理解されたい。このように、当業者であれば、本開示が基礎とする概念は、本開示の主題のいくつかの目的を実行するための他の構造、方法、およびシステムを設計するための基礎として容易に利用され得ることを理解するであろう。

【0272】

当業者であれば、添付の特許請求の範囲に定義された本発明の範囲から逸脱することなく、上述の本発明の実施例に様々な修正および変更を適用できることを容易に理解するであろう。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】