特開 2025-5449 マイク付きスピーカ及び音源方向検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025005449

(43)【公開日】2025-01-16

(54)【発明の名称】マイク付きスピーカ及び音源方向検出装置

(51)【国際特許分類】

   H04R 3/00 20060101AFI20250108BHJP

   G01S 3/803 20060101ALI20250108BHJP

   G01S 3/808 20060101ALI20250108BHJP

   H04R 1/06 20060101ALI20250108BHJP

   H04R 1/40 20060101ALI20250108BHJP

【ＦＩ】

H04R3/00 320

G01S3/803

G01S3/808

H04R1/06 320

H04R3/00 310

H04R1/40 320A

【審査請求】有

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024175740

(22)【出願日】2024-10-07

(62)【分割の表示】P 2021020686の分割

【原出願日】2021-02-12

(71)【出願人】

【識別番号】000005016

【氏名又は名称】パイオニア株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001025

【氏名又は名称】弁理士法人レクスト国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】加茂 喜彦

(57)【要約】

【課題】
本発明は、煩わしい設定作業を要することなく、音源方向検出システムを車両に搭載可能にするマイク付きスピーカ及び音源方向検出装置を提供することを目的とする。
【解決手段】
本発明は、スピーカーケーブルを介して受けた音声信号に対応した音声を出力するスピーカと、前記スピーカに設置されている第１～第Ｎ（Ｎは２以上の整数）のマイクと、前記第１～第Ｎのマイクで受音して得られた第１～第Ｎのマイク受音信号を前記スピーカーケーブルに重畳するマイク音重畳部と、を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

スピーカーケーブルを介して入力された音声信号に対応した音声を出力するスピーカと、
前記スピーカに設置されている第１～第Ｎ（Ｎは２以上の整数）のマイクと、
前記第１～第Ｎのマイクで受音して得られた第１～第Ｎのマイク受音信号を前記スピーカーケーブルに重畳するマイク音重畳部と、を有することを特徴とするマイク付きスピーカ。

【請求項2】

前記マイク音重畳部は、前記第１～第Ｎのマイク受音信号の夫々をデジタル化し、更に可聴帯域より高い周波数の差動信号の形態でシリアル化することで生成したシリアル伝送信号を、前記スピーカーケーブルに重畳することを特徴とする請求項１に記載のマイク付きスピーカ。

【請求項3】

前記音声信号はＢＴＬアンプから出力された信号であり、
前記マイク音重畳部は、前記ＢＴＬアンプにより前記スピーカーケーブルに印加された電圧から自身を動作させる電源電圧を生成する電源回路を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のマイク付きスピーカ。

【請求項4】

音源の方向を検出する音源方向検出装置であって、
第１～第Ｎ（Ｎは２以上の整数）のマイクが設置されているスピーカが電気的に接続される接続部と、
音声信号を増幅した増幅音声信号をスピーカ駆動信号として前記接続部に供給するアンプと、
前記第１～第Ｎのマイクで夫々受音して得られ前記接続部に供給された電気信号から第１～第Ｎのマイク受音信号を抽出する抽出部と、
前記抽出部で抽出された前記第１～第Ｎのマイク受音信号に基づき前記音源の方向を検出する方向検出回路と、を有することを特徴とする音源方向検出装置。

【請求項5】

前記電気信号は、デジタル化された前記第１～第Ｎのマイク受音信号を可聴帯域より高い周波数の差動信号の形態でシリアル化したシリアル伝送信号であることを特徴とする請求項４に記載の音源方向検出装置。

【請求項6】

前記音声信号はＢＴＬアンプから出力された信号であることを特徴とする請求項４又は５に記載の音源方向検出装置。

【請求項7】

前記抽出部は、前記接続部に供給された電気信号から可聴帯域より高い周波数成分のシリアル伝送信号を抽出するハイパスフィルタと、
抽出された前記シリアル伝送信号に復調処理を施すことで、前記第１～第Ｎの受音信号を復元する復調回路と、を含むことを特徴とする請求項５又は６に記載の音源方向検出装置。

【請求項8】

前記可聴帯域より高い周波数は１００ＫＨｚより高周波数であることを特徴とする請求項２に記載のマイク付きスピーカ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、音源の方向を検出する音源方向検出システムに含まれるマイク付きスピーカ及び音源方向検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、車両の運転支援等に利用する為に、緊急車両のサイレンや、他車両のクラクション等の音の音源方向を自車両内で検知する音源検知システムが提案されている（例えば特許文献１参照）。当該音源検知システムでは、複数のマイクロフォン（以下、マイクと称する）を車両の外装面上に設置し、当該複数のマイクで収音して得られた複数の音信号に基づき音源方向を検出する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－６７３８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、上記した音源検知システムでは、マイク同士の間隔を広くすると音源方向の検知精度が高くなるが、この際、各マイクの設置位置（３次元座標）を考慮しなければ音源の方向を正しく検出することができない。そこで、予め各マイクの設置位置をシステム側に設定しておく必要がある。

【0005】

ところが、このような設定を行うためには、ユーザ又は取り付け業者側で各マイクの設置位置を計測し、その計測結果をシステムに入力するという煩わしい作業が発生する。

【0006】

そこで、本発明は、煩わしい設定作業を要することなく、音源検出システムを車両に搭載可能にするマイク付きスピーカ及び音源方向検出装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

請求項１に記載の発明は、スピーカーケーブルを介して入力された音声信号に対応した音声を出力するスピーカと、前記スピーカに設置されている第１～第Ｎ（Ｎは２以上の整数）のマイクと、前記第１～第Ｎのマイクで受音して得られた第１～第Ｎのマイク受音信号を前記スピーカーケーブルに重畳するマイク音重畳部と、を有する。

【0008】

請求項４に記載の発明は、音源の方向を検出する音源方向検出装置であって、第１～第Ｎ（Ｎは２以上の整数）のマイクが設置されているスピーカが電気的に接続される接続部と、音声信号を増幅した増幅音声信号をスピーカ駆動信号として前記接続部に供給するアンプと、前記第１～第Ｎのマイクで夫々受音して得られ前記接続部に供給された電気信号から第１～第Ｎのマイク受音信号を抽出する抽出部と、前記抽出部で抽出された前記第１～第Ｎのマイク受音信号に基づき前記音源の方向を検出する方向検出回路と、を有する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】車両に搭載される音源方向検出システム１００の構成を示すブロック図である。

【図2】車両２００の上面から眺めて、カーオーディオ装置１０、スピーカセット２０ａ～２０ｄ、及び音源方向検出部３０各々の設置位置を概略的に表す透過図である。

【図3】スピーカ固定部ＭＰａ～ＭＰｄに夫々設置された状態で、スピーカセット２０ａ～２０ｄ各々のスピーカＳＰに設置されているマイクＭ１～Ｍ４各々の位置関係を表す図である。

【図4】スピーカセット２０ａに含まれるマイク音重畳部ＭＳＰを抜粋してその内部構成の一例を示すブロック図である

【図5】音源方向検出部３０の構成の一例を示すブロック図である。

【図6】メモリ３０６ａの記憶内容の一例を示す図である。

【図7】スピーカ固定部ＭＰａ～ＭＰｄに夫々設置された状態で、スピーカセット２０ａ～２０ｄ各々のスピーカＳＰに１つのマイクＭ１が設置されている場合での位置関係を表す図である。

【図8】スピーカ固定部ＭＰａ～ＭＰｄに夫々設置された状態で、スピーカセットスピーカセット２０ａ～２０ｄ各々のスピーカＳＰに２つのマイクＭ１が設置されている場合での位置関係を表す図である。

【図9】表面が凹状（又は凸状）の領域ＡＲ１及び凸状（又は凹状）の領域ＡＲ２からなるフレームｆｍを有するスピーカＳＰに設置されているマイクＭ１～Ｍ４各々の位置関係を表す図である。

【図10A】スピーカＳＰのフレームｆｍの領域ＡＲ１が凸状、領域ＡＲ２が凹状である場合に図９の白抜き矢印の方向から、フレームｆｍの表面の形態を眺めた図である。

【図10B】スピーカＳＰのフレームｆｍの領域ＡＲ１が凹状、領域ＡＲ２が凸状である場合に図９の白抜き矢印の方向から、フレームｆｍの表面の形態を眺めた図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下に本発明の好適な実施例を詳細に説明する。

【0011】

図１は、車両に搭載される音源方向検出システム１００の構成を示すブロック図である。

【0012】

音源方向検出システム１００は、カーオーディオ装置１０、マイク付きのスピーカセット２０ａ～２０ｄ、音源方向検出部３０を含む。

【0013】

カーオーディオ装置１０は、ＣＤ、ＤＶＤ、ブルーレイディスク、ハードディスク、半導体等から音楽信号を再生する再生装置やＦＭ・ＡＭ受信機（いずれも図示せず）等を含む。更に、カーオーディオ装置１０は、上記したような再生装置又はＦＭ・ＡＭ受信機から出力された４チャネル分の音声信号を個別に増幅してＢＴＬ（Bridged Transformer Less）出力するＢＴＬ接続アンプ１０ａ～１０ｄを含む。

【0014】

ＢＴＬ接続アンプ１０ａ～１０ｄは、４チャネル分の音声信号を夫々個別に増幅することでスピーカ駆動信号としての４チャネル分の増幅音声信号を生成し、夫々をＢＴＬ出力音声信号としてコネクタＣＮ１～ＣＮ４に供給する。

【0015】

コネクタＣＮ１～ＣＮ４には、図１に示すように、スピーカーケーブルＳＣ１～ＳＣ４各々の一端が接続されており、当該スピーカーケーブルＳＣ１～ＳＣ４各々の他端には、スピーカセット２０ａ～２０ｄが接続されている。尚、スピーカーケーブルＳＣ１～ＳＣ４の各々は、実際には、少なくともプラス側の芯線及びマイナス側の芯線からなる２系統の信号線を含む。

【0016】

よって、ＢＴＬ接続アンプ１０ａ～１０ｄの各々から出力されたＢＴＬ出力音声信号は、コネクタＣＮ１～ＣＮ４及びスピーカーケーブルＳＣ１～ＳＣ４を介してスピーカセット２０ａ～２０ｄに供給される。

【0017】

スピーカセット２０ａ～２０ｄの各々は同一の内部構成、つまりスピーカーケーブルが接続されるコネクタＣＮ、スピーカＳＰ及びマイク音重畳部ＭＳＰを有する。スピーカセット２０ａ～２０ｄ各々のスピーカＳＰは、車両の室内の所定の４カ所に設けられたスピーカ固定部に夫々取り付け可能な構造を有する。

【0018】

図２は、車両２００の上面から眺めて、カーオーディオ装置１０、スピーカセット２０ａ～２０ｄ、及び音源方向検出部３０各々の設置位置の一例を概略的に表す透過図である。

【0019】

図２に示すように、カーオーディオ装置１０及び音源方向検出部３０は、車両２００のインスツルメントパネルに収容されている。また、図２に示す例によれば、車両２００のフロントドアのうちの運転席側のドアＦＲには、スピーカセット２０ａのスピーカＳＰを取り付け可能なスピーカ固定部ＭＰａが設けられている。車両２００のフロントドアのうちの助手席側のドアＦＬには、スピーカセット２０ｂのスピーカＳＰを取り付け可能なスピーカ固定部ＭＰｂが設けられている。車両２００のリアドアのうちの後部右座席側のドアＲＲには、スピーカセット２０ｃのスピーカＳＰを取り付け可能なスピーカ固定部ＭＰｃが設けられている。更に、車両２００のリアドアのうちの後部左座席側のドアＲＬには、スピーカセット２０ｄのスピーカＳＰを取り付け可能なスピーカ固定部ＭＰｄが設けられている。よって、車両２００の室内では、スピーカセット２０ａ～２０ｄ各々のスピーカＳＰが、スピーカ固定部ＭＰａ～ＭＰｄに夫々取り付けられている。

【0020】

ここで、スピーカ固定部ＭＰａ～ＭＰｄに夫々取り付けられたスピーカセット２０ａ～２０ｄ各々のスピーカＳＰは、スピーカーケーブル及びコネクタＣＮを介して受けたＢＴＬ出力音声信号に基づく音を出力する。

【0021】

尚、スピーカセット２０ａ～２０ｄ各々のスピーカＳＰは、夫々に４つのマイクＭ１～Ｍ４が設置されているマイク付きスピーカである。

【0022】

図３は、スピーカ固定部ＭＰａ～ＭＰｄに夫々設置された状態で、スピーカセット２０ａ～２０ｄ各々のスピーカＳＰに設置されているマイクＭ１～Ｍ４各々の位置関係を表す図である。

【0023】

図３に示すように、マイクＭ１～Ｍ４（●にて示す）は、夫々の受音用の振動体を車両の室内側に露出した形態にて、スピーカＳＰの振動体ｄｐのエッジを支持するフレームｆｍの表面に設置されている。

【0024】

尚、図３に示すように、マイクＭ１～Ｍ４は、スピーカＳＰがスピーカ固定部に取り付けられた状態で、当該フレームｆｍの表面において、互いに車室内のフロアーからの高さが異なる位置に設置される。

【0025】

これにより、各マイクＭ１～Ｍ４から音源までの高さ方向における距離のうちの少なくとも３つの距離を異ならせることができるので、音源方向の検出精度を高めることが可能となる。

【0026】

また、音源方向の検出精度を高めるためにはマイク同士の間隔をできるだけ広くするのが望ましい。そこで、図３に示す一例では、マイクＭ１～Ｍ４のうちの２つのマイクＭ１及びＭ３を、振動体ｄｐを挟んだ対角線上に夫々設置している。

【0027】

マイクＭ１～Ｍ４は、夫々が受音して得たマイク受音信号ｓ１～ｓ４をマイク音重畳部ＭＳＰに供給する。

【0028】

マイク音重畳部ＭＳＰは、マイク受音信号ｓ１～ｓ４に基づくデジタル信号を可聴帯域（例えば２０Ｈｚ～２０ＫＨｚ）よりも高い周波数の差動信号の形態でシリアル化したシリアル伝送信号ｍｓをコネクタＣＮを介してスピーカーケーブルに重畳する。尚、マイク音重畳部ＭＳＰは、例えばスピーカＳＰのマグネット又は当該マグネットを支えるフレーム部に設置されたプリント基板に設けられた半導体ＩＣに構築されている。

【0029】

図４は、スピーカセット２０ａ～２０ｄのうちから２０ａに含まれるマイク音重畳部ＭＳＰを抜粋してその内部構成の一例を示すブロック図である。

【0030】

図４に示す一例では、マイク音重畳部ＭＳＰは、ローパスフィルタ５１、定電圧回路５２、マイクドライバ５３、ＡＤ変換器５４ａ～５４ｄ、シリアル変換回路５５、差動信号変換回路５６及びハイパスフィルタ５７を含む。尚、ハイパスフィルタについては、以降、ＨＰＦと略して称する場合もある。また、図４において、スピーカセット２０ａと接続されるスピーカーケーブルＳＣ１は、プラス側の芯線Ｌ１及びマイナス側の芯線Ｌ２を含むものとする。

【0031】

ローパスフィルタ５１は、マイナス芯線Ｌ２から直流又は直流近傍の低周波数の電圧を抽出し、これを定電圧回路５２に供給する。すなわち、ＢＴＬ接続アンプ（１０ａ）が無音を表すＢＴＬ出力音声信号を出力している間は、当該ＢＴＬ出力音声信号には所定の直流電圧（例えば７ボルト）が重畳されている。そこで、ローパスフィルタ５１は、マイナス芯線Ｌ２から、この直流電圧を抽出する。尚、ローパスフィルタについては、以降、ＬＰＦと略して称する場合もある。また、定電圧回路５２は、ＢＴＬ接続アンプ（１０ａ）が所定の直流電圧に重畳して低周波数の音声信号を出力中においても、直流電圧を生成可能とするために、ダイオードとコンデンサ等で構成される整流回路を備えるようにしてもよい。

【0032】

定電圧回路５２は、ＬＰＦ５１から供給された電圧を受け、この電圧に基づき、マイクドライバ５３、ＡＤ変換器５４ａ～５４ｄ、シリアル変換回路５５、差動信号変換回路５６及びＨＰＦ５７を動作させるための電圧値一定の電源電圧を生成する。

【0033】

すなわち、ＬＰＦ５１及び定電圧回路５２は、スピーカーケーブルよって伝送されるＢＴＬ出力音声信号に基づき電源電圧を生成する電源回路として機能する。

【0034】

マイクドライバ５３、ＡＤ変換器５４ａ～５４ｄ、シリアル変換回路５５、差動信号変換回路５６及びＨＰＦ５７は、定電圧回路５２から供給された電源電圧を受けることで、以下の動作を行う。

【0035】

マイクドライバ５３は、マイクＭ１～Ｍ４から供給されたマイク受音信号ｓ１～ｓ４を個別に増幅したものをＡＤ変換器５４ａ～５４ｄに供給する。

【0036】

ＡＤ変換器５４ａ～５４ｄは、アナログ信号としてのマイク受音信号ｓ１～ｓ４を個別にデジタル信号形態のデジタル受音信号ｄ１～ｄ４に変換して、シリアル変換回路５５に供給する。

【0037】

シリアル変換回路５５は、可聴帯域よりも高い周波数、例えば１００ＫＨｚのクロック信号ＣＬＫを受けて、当該クロック信号ＣＬＫに対応させてデジタル受音信号ｄ１～ｄ４をシリアル形態にて順に連結することで多重化したシリアル信号ｓｄを生成して差動信号変換回路５６に供給する。

【0038】

差動信号変換回路５６は、シリアル信号ｓｄを差動信号の形態に変換して得られたシリアル伝送信号ｍｄ１及びｍｄ２をＨＰＦ５７に供給する。

【0039】

ＨＰＦ５７は、シリアル伝送信号ｍｄ１及びｍｄ２の各々から、可聴帯域より高い周波数成分を通過させ、シリアル伝送信号ｍｄ１をスピーカーケーブルＳＣ１のプラス芯線Ｌ１が接続されるコネクタＣＮに供給し、シリアル伝送信号ｍｓ２をスピーカーケーブルＳＣ１のマイナス芯線Ｌ２が接続されるコネクタＣＮに供給する。

【0040】

よって、図４に示す構成により、マイク音重畳部ＭＳＰは、マイク受音信号ｓ１～ｓ４を表す差動信号形態のシリアル伝送信号ｍｓ１及びｍｓ２を、コネクタＣＮを介してスピーカーケーブルＳＣ１に重畳する。

【0041】

音源方向検出部３０は、コネクタＣＮ１～ＣＮ４に接続されており、当該コネクタＣＮ１～ＣＮ４を介してスピーカーケーブルＳＣ１～ＳＣ４の各々に流れる電気信号を取り込む。そして、音源方向検出部３０は、スピーカーケーブルＳＣ１～ＳＣ４の各々に流れるシリアル伝送信号に基づき、車両２００の車外又は室内で発生した音の音源の方向を検出し、当該音源の方向を示す音源方向信号ＳＳＤを出力する。

【0042】

図５は、音源方向検出部３０の構成の一例を示すブロック図である。

【0043】

図５に示す一例では、音源方向検出部３０は、ＨＰＦ３０１ａ～３０１ｄ、デジタル変換回路３０２ａ～３０２ｄ、分離回路３０３ａ～３０３ｄ、方向検出回路３０４、操作部３０５及び設置位置取得部３０６を含む。

【0044】

ＨＰＦ３０１ａは、スピーカーケーブルＳＣ１の芯線Ｌ１及びＬ２に接続されており、当該芯線Ｌ１及びＬ２の各々に流れる電気信号中から可聴帯域より高い周波数の信号を抽出し、夫々をデジタル変換回路３０２ａに供給する。尚、スピーカーケーブルＳＣ１の芯線Ｌ１及びＬ２には、ＢＴＬ接続アンプ１０ａから出力された可聴帯域のＢＴＬ出力音声信号、及びスピーカセット２０ａのマイク音重畳部ＭＳＰから出力された非可聴帯域のシリアル伝送信号ｍｓ１及びｍｓ２が流れている。よって、ＨＰＦ３０１ａは、スピーカーケーブルＳＣ１の芯線Ｌ１及びＬ２から、スピーカセット２０ａのマイク音重畳部ＭＳＰから送出されたシリアル伝送信号ｍｓ１及びｍｓ２を抽出し、夫々をデジタル変換回路３０２ａに供給する。

【0045】

ＨＰＦ３０１ｂは、スピーカーケーブルＳＣ２の芯線Ｌ１及びＬ２に接続されており、当該芯線Ｌ１及びＬ２の各々に流れる電気信号中から可聴帯域より高い周波数の信号を抽出し、夫々をデジタル変換回路３０２ｂに供給する。尚、スピーカーケーブルＳＣ２の芯線Ｌ１及びＬ２には、ＢＴＬ接続アンプ１０ｂから出力された可聴帯域のＢＴＬ出力音声信号、及びスピーカセット２０ｂのマイク音重畳部ＭＳＰから出力された非可聴帯域のシリアル伝送信号ｍｓ１及びｍｓ２が流れている。よって、ＨＰＦ３０１ｂは、スピーカーケーブルＳＣ２の芯線Ｌ１及びＬ２から、スピーカセット２０ｂのマイク音重畳部ＭＳＰから送出されたシリアル伝送信号ｍｓ１及びｍｓ２を抽出し、夫々をデジタル変換回路３０２ｂに供給する。

【0046】

ＨＰＦ３０１ｃは、スピーカーケーブルＳＣ３の芯線Ｌ１及びＬ２に接続されており、当該芯線Ｌ１及びＬ２の各々に流れる電気信号中から可聴帯域より高い周波数の信号を抽出し、夫々をデジタル変換回路３０２ｃに供給する。尚、スピーカーケーブルＳＣ３の芯線Ｌ１及びＬ２には、ＢＴＬ接続アンプ１０ｃから出力された可聴帯域のＢＴＬ出力音声信号、及びスピーカセット２０ｃのマイク音重畳部ＭＳＰから出力された非可聴帯域のシリアル伝送信号ｍｓ１及びｍｓ２が流れている。よって、ＨＰＦ３０１ｃは、スピーカーケーブルＳＣ３の芯線Ｌ１及びＬ２から、スピーカセット２０ｃのマイク音重畳部ＭＳＰから送出されたシリアル伝送信号ｍｓ１及びｍｓ２を抽出し、夫々をデジタル変換回路３０２ｃに供給する。

【0047】

ＨＰＦ３０１ｄは、スピーカーケーブルＳＣ４の芯線Ｌ１及びＬ２に接続されており、当該芯線Ｌ１及びＬ２の各々に流れる電気信号中から可聴帯域より高い周波数の信号を抽出し、夫々をデジタル変換回路３０２ｄに供給する。尚、スピーカーケーブルＳＣ４の芯線Ｌ１及びＬ２には、ＢＴＬ接続アンプ１０ｄから出力された可聴帯域のＢＴＬ出力音声信号、及びスピーカセット２０ｄのマイク音重畳部ＭＳＰから出力された非可聴帯域のシリアル伝送信号ｍｓ１及びｍｓ２が流れている。よって、ＨＰＦ３０１ｄは、スピーカーケーブルＳＣ４の芯線Ｌ１及びＬ２から、スピーカセット２０ｄのマイク音重畳部ＭＳＰから送出されたシリアル伝送信号ｍｓ１及びｍｓ２を抽出し、夫々をデジタル変換回路３０２ｄに供給する。

【0048】

デジタル変換回路３０２ａは、ＨＰＦ３０１ａから供給されたシリアル伝送信号ｍｓ１及びｍｓ２の差分電圧に基づいて信号を変換し、上記した差動信号変換回路５６で変換される前のシリアル信号ｓｄａを復元する。デジタル変換回路３０２ａは、当該変換処理により、スピーカセット２０ａのマイクＭ１～Ｍ４にて得られたデジタル受音信号ｄ１～ｄ４を表すシリアル信号ｓｄａを復元し、当該シリアル信号ｓｄａを分離回路３０３ａに供給する。デジタル変換回路３０２ｂは、ＨＰＦ３０１ｂから供給されたシリアル伝送信号ｍｓ１及びｍｓ２に対して、上記した変換処理を施すことで、スピーカセット２０ｂのマイクＭ１～Ｍ４にて得られたデジタル受音信号ｄ１～ｄ４を表すシリアル信号ｓｄｂを復元する。デジタル変換回路３０２ｂは、復元したシリアル信号ｓｄｂを分離回路３０３ｂに供給する。デジタル変換回路３０２ｃは、ＨＰＦ３０１ｃから供給されたシリアル伝送信号ｍｓ１及びｍｓ２に対して、上記した変換処理を施すことで、スピーカセット２０ｃのマイクＭ１～Ｍ４にて得られたデジタル受音信号ｄ１～ｄ４を表すシリアル信号ｓｄｃを復元する。デジタル変換回路３０２ｃは、復元したシリアル信号ｓｄｃを分離回路３０３ｃに供給する。デジタル変換回路３０２ｄは、ＨＰＦ３０１ｄから供給されたシリアル伝送信号ｍｓ１及びｍｓ２に対して、上記した変換処理を施すことで、スピーカセット２０ｄのマイクＭ１～Ｍ４にて得られたデジタル受音信号ｄ１～ｄ４を表す差動シリアル信号ｓｄｄを復元する。デジタル変換回路３０２ｄは、復元したシリアル信号ｓｄｄを分離回路３０３ｄに供給する。

【0049】

分離回路３０３ａは、デジタル変換回路３０２ａから供給されたシリアル信号ｓｄａから、スピーカセット２０ａのマイクＭ１～Ｍ４で取得されたデジタル受音信号ｄ１～ｄ４を分離抽出し、夫々をマイク受音信号Ｓａ１～Ｓａ４として方向検出回路３０４に供給する。分離回路３０３ｂは、デジタル変換回路３０２ｂから供給されたシリアル信号ｓｄｂから、スピーカセット２０ｂのマイクＭ１～Ｍ４で取得されたデジタル受音信号ｄ１～ｄ４を分離抽出し、夫々をマイク受音信号Ｓｂ１～Ｓｂ４として方向検出回路３０４に供給する。分離回路３０３ｃは、デジタル変換回路３０２ｃから供給されたシリアル信号ｓｄｃから、スピーカセット２０ｃのマイクＭ１～Ｍ４で取得されたデジタル受音信号ｄ１～ｄ４を分離抽出し、夫々をマイク受音信号Ｓｃ１～Ｓｃ４として方向検出回路３０４に供給する。分離回路３０３ｄは、デジタル変換回路３０２ｄから供給されたシリアル信号ｓｄｄから、スピーカセット２０ｄのマイクＭ１～Ｍ４で取得されたデジタル受音信号ｄ１～ｄ４を分離抽出し、夫々をマイク受音信号Ｓｄ１～Ｓｄ４として方向検出回路３０４に供給する。

【0050】

このように、音源方向検出部３０では、ＨＰＦ３０１ａ～３０１ｄ、デジタル変換回路３０２ａ～３０２ｄ、及び分離回路３０３ａ～３０３ｄから構成される抽出部により、コネクタＣＮ１～ＣＮ４各々に流れる電気信号から、スピーカセット２０ａ～２０ｄ各々のマイクＭ１～Ｍ４で受音して得られた１６個のマイク受音信号を抽出する。

【0051】

操作部３０５は、使用者による、車両２００の車種を指定する操作を受け付け、当該車両２００の車種（型式）を示す車種情報を設置位置取得部３０６に供給する。

【0052】

設置位置取得部３０６は、メモリ３０６ａ及びマイク位置特定部３０６ｂを含む。

【0053】

メモリ３０６ａには、図６に示すように、車両の種別毎にその車両におけるスピーカ固定部ＭＰａ～ＭＰｄ各々の設置位置を３次元の座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）で表す情報が予め記憶されている。ここで、スピーカ固定部ＭＰａ～ＭＰｄ各々の設置位置とは、車両２００の室内の所定の基準位置（例えば運転席の位置）に対する相対位置を示す。

【0054】

設置位置取得部３０６は、操作部３０５から供給された車種情報によって示される車種に対応したスピーカ固定部（ＭＰａ～ＭＰｄ）各々の設置位置を示す情報をメモリ３０６ａから読み出す。マイク位置特定部３０６ｂは、メモリ３０６ａから読み出されたスピーカ固定部の設置位置情報に基づき、スピーカセット２０ａ～２０ｄ各々のスピーカＳＰに設置されている図３に示すマイクＭ１～Ｍ４各々の設置位置（３次元座標）を特定する。設置位置取得部３０６は、マイク位置特定部３０６ｂで特定した、スピーカセット２０ａ～２０ｄ各々に含まれるマイクＭ１～Ｍ４からなる合計１６個のマイク各々の設置位置を示すマイク設置位置情報を、方向検出回路３０４に供給する。

【0055】

方向検出回路３０４は、先ず、マイク受音信号Ｓａ１～Ｓａ４、Ｓｂ１～Ｓｂ４、Ｓｃ１～Ｓｃ４及びＳｄ１～Ｓｄ４同士による振幅の差、及び位相差（音源からの音の到達時間の差）を検出する。次に、方向検出回路３０４は、当該検出したマイク受音信号同士による振幅差及び位相差と、上記したマイク設置位置情報にて示される１６個のマイク各々の設置位置と、に基づき、車両の室内又は車両外で発生した音の音源の方向を特定する。尚、方向検出回路３０４は、マイク受音信号群（Ｓａ１～Ｓａ４、Ｓｂ１～Ｓｂ４、Ｓｃ１～Ｓｃ４，Ｓｄ１～Ｓｄ４）に基づき、車内及び車外のいずれの音源であるのかを判定し、その判定結果に従って車内の音源方向の特定に最適なアルゴリズム、又は車外の音源方向の特定に最適なアルゴリズムを用いて音源方向の特定を行っても良い。また、方向検出回路３０４は、白色化相互相関（Cross-power Spectrum Phase analysis）法に従って、上記したマイク受音信号群及びマイク設置位置情報に基づく音源方向の方向を行うようにしても良い。

【0056】

方向検出回路３０４は、上記したように特定した音源方向を示す音源方向信号ＳＳＤを出力する。

【0057】

以上、詳述したように、音源方向検出システム１００では、車載用のスピーカとして、４つのマイクＭ１～Ｍ４が設置されているスピーカＳＰを採用している。

【0058】

ここで、車載用のスピーカは、例えば車両のドアの室内側の表面に設けられており、その設置位置が車種毎に予め決められているスピーカ固定部に取り付けられる。よって、当該スピーカ固定部の位置に基づき、上記したスピーカＳＰに設置されているマイクＭ１～Ｍ４各々の設置位置を知ることができる。

【0059】

そこで、音源方向検出システム１００では、図６に示すように車種毎に対応付けして、スピーカ固定部ＭＰａ～ＭＰｄ各々の設置位置（３次元座標）を示す情報を、設置位置取得部３０６のメモリ３０６ａに予め登録しておく。ここで、設置位置取得部３０６は、先ず、メモリ３０６ａから自車両（２００）の車種に対応したスピーカ固定部ＭＰａ～ＭＰｄ各々の設置位置（３次元座標）を読み出す。そして、設置位置取得部３０６のマイク位置特定部３０６ｂが、当該スピーカ固定部ＭＰａ～ＭＰｄ各々の設置位置から、夫々に取り付けられているスピーカＳＰに設置されている各マイクＭ１～Ｍ４の設置位置（３次元座標）を特定する。すなわち、スピーカ固定部に固定された状態で、各スピーカＳＰのフレームｆｍ面上でのマイクＭ１～Ｍ４各々の相対位置は既知である。よって、メモリ３０６ａの登録内容によってスピーカ固定部の設置位置がわかれば、これにより当該スピーカ固定部に取り付けられているスピーカＳＰに設置されている各スピーカの設置位置を特定することができる。

【0060】

このように、音源方向検出システム１００では、音源方向検出用のマイクＭ１～ＭＰ４を車載のスピーカＳＰに設置して一体化することで、各マイクの設置位置（３次元座標）の計測、及び計測した結果の入力作業を要することなく、各マイクの設置位置を示す情報の取得を可能としている。

【0061】

よって、取得した各マイクの設置位置を示す情報を用いることで、音源方向検出部３０では、互いに離間して設置された複数のマイクで受音して得られたマイク受音信号に基づき、高精度の音源方向検出を行うことが可能となる。

【0062】

更に、音源方向検出システム１００では、スピーカーケーブル（例えばＳＣ１）を介して入力された音声信号に対応した音を発生するスピーカＳＰに設置されているマイクＭ１～Ｍ４で受音して得られたマイク受音信号ｓ１～ｓ４をスピーカーケーブルに重畳させて音源方向検出部３０に伝送するようにしている。具体的には、スピーカＳＰに設けたマイク音重畳部ＭＳＰが、マイク受音信号ｓ１～ｓ４を可聴帯域より高い周波数の差動信号の形態でシリアル化したシリアル伝送信号をスピーカーケーブルに重畳させる。

【0063】

これにより、マイク受音信号群を伝送する為の専用の配線が不要となる。更に、スピーカＳＰをスピーカ固定部に取り付けることで、複数のマイクの取り付けも同時に完了するので、車両２００に対する当該専用ケーブル及びマイクの取り付け作業が不要となる。

【0064】

よって、音源方向検出システム１００を車両１００に導入するための導入工事を簡素化することができると共に、専用配線が不要となる分のコストを削減することが可能となる。尚、上記実施例では、メモリ３０６ａに予め登録されている車種毎のスピーカ固定部（ＭＰａ～ＭＰｄ）各々の設置位置情報に基づき、各マイクの設置位置を取得している。しかしながら、実際の車両２００に該当する車種がメモリ３０６ａに登録されていない場合がある。そこで、操作部３０５から供給された車種情報によって示される車種がメモリ３０６ａに登録されていない場合には、設置位置取得部３０６は、テスト音をスピーカセット２０ａ～２０ｄ各々のスピーカＳＰに順に出力させ、各スピーカＳＰに設置されているマイクＭ１～Ｍ４で受音して得られたマイク受音信号（Ｓａ１～Ｓａ４、Ｓｂ１～Ｓｂ４、Ｓｃ１～Ｓｃ４、Ｓｄ１～Ｓｄ４）各々の位相又は振幅と、テスト音の元信号との比較に基づき、マイクＭ１～Ｍ４各々の設置位置を特定するようにしてもよい。

【0065】

また、図１及び図２に示す音源方向検出システム１００の一例では、４つのスピーカＳＰの各々に設置されている４つのマイクＭ１～Ｍ４からなる合計１６個のマイクで受音して得られた１６個のマイク受音信号に基づき音源方向の検出を行っている。

【0066】

しかしながら、このようなマイク付きスピーカＳＰの数は４個に限定されず、４個以上或いは１～３個であっても良い。

【0067】

また、音源方向検出システム１００としては、複数のスピーカＳＰに少なくとも合計４つのマイクが設置されているのであれば、当該複数のスピーカＳＰのうちにマイクが設置されていないスピーカＳＰが含まれていても良い。つまり、１つ又は複数のスピーカＳＰに、少なくとも合計４つのマイクが設置されていれば良い。言い換えれば車両中に少なくとも合計４つのマイクが設置されていれば良いのである。この際、音源方向検出部３０は、少なくとも合計４つのマイクで受音して得られたマイク受音信号群と、各マイクの設置位置に基づき音源方向の検出を行う。

【0068】

また、音源方向検出システム１００として、４つ以上のスピーカＳＰを採用する場合には、スピーカセット２０ａ～２０ｄ各々のスピーカＳＰに、少なくとも１つのマイクが設置されていれば良い。

【0069】

例えば、図７に示すように、スピーカセット２０ａ～２０ｄ各々のスピーカＳＰのフレームｆｍに、単一のマイクＭ１のみを設置する。この際、各スピーカＳＰを夫々に対応したスピーカ固定部ＭＰａ～ＭＰｄに取り付けた状態で、各マイクＭ１の車室内のフロアーからの高さ位置が異なるように、マイクＭ１がスピーカＳＰのフレームｆｍに設置されるようにするとよい。例えば、図７に示すように、スピーカセット２０ａ～２０ｄ各々のスピーカＳＰに設置されているマイクＭ１の車室内のフロアーからの高さ位置は、
２０ａのＭ１：ｈ１
２０ｂのＭ１：ｈ２
２０ｃのＭ１：ｈ３
２０ｄのＭ１：ｈ４とする。

【0070】

すなわち、スピーカセット２０ａ～２０ｄに設置されている合計４つのマイク（Ｍ１）のうちの３つのマイクから音源までの距離が同一となる場合は、当該３つのマイクが含まれる仮想平面の法線方向である２方向が当該音源の方向の候補となりえるところ、設置されている４つのマイクのうちの１のマイクの設置点が、他の３つのマイクの設置点で規定される仮想平面上に含まれないように設置することで、当該仮想平面上に含まれる３つのマイクからの音源までの距離と、当該仮想面上に存在しない他の１つのマイクからの当該音源までの距離は必ず異なることになるため、上記の２方向の音源方向の候補のうちのいずれが正しい音源方向であるかを判別することが可能となる。よって、音源方向の検出精度を高めることが可能となる。

【0071】

つまり、音源方向の検出精度を更に高めるために、４つ以上のスピーカＳＰの各々に設置されている４つのマイクＭ１～Ｍ４のうちの例えば１つのマイクＭ１の３次元座標上での設置点を、他のマイクＭ２～Ｍ４各々の設置点で規定される平面上に含まれない位置に設定するようにしても良い。

【0072】

また、例えば、図８に示すように、スピーカセット２０ａ～２０ｄ各々のスピーカＳＰのフレームｆｍに２つのマイクＭ１及びＭ３のみを設置してもよい。この際、マイクＭ１及びＭ３は、各スピーカＳＰのフレームｆｍの表面において、振動体ｄｐを挟んだ対角線上に夫々設置されている。更に、一対のマイク（Ｍ１、Ｍ３）を夫々のスピーカ固定部ＭＰａ～ＭＰｄに取り付けた状態で、夫々の一対のマイク（Ｍ１、Ｍ３）の車室内のフロアーからの高さ位置が異なるように、マイクＭ１及びＭ３がスピーカＳＰのフレームｆｍに設置される。例えば、図８に示すように、スピーカセット２０ａ～２０ｄ各々のスピーカＳＰに設置されている一対のマイク（Ｍ１、Ｍ３）の車室内のフロアーからの高さ位置は、
２０ａのＭ１、Ｍ３：ｈ１、ｈ８
２０ｂのＭ１、Ｍ３：ｈ２、ｈ７
２０ｃのＭ１、Ｍ３：ｈ３、ｈ６
２０ｄのＭ１、Ｍ３：ｈ４、ｈ５
とする。

【0073】

尚、上記実施例では、各マイク（Ｍ１～Ｍ４）が設置されるスピーカＳＰのフレームｆｍの表面形状については言及していないが、複数のマイクのうちの少なくとも１つのマイクが設置されるフレームｆｍの表面の領域を凹状又は凸状にしても良い。

【0074】

例えば、スピーカＳＰとして、図９に示すようにマイクＭ１が設置されるフレームｆｍにおける領域ＡＲ１の表面が凹状及び凸状のうちの一方の形状を有し、マイクＭ２～Ｍ４が設置される領域ＡＲ２の表面が凹状及び凸状のうちの他方の形状を有するものを採用する。

【0075】

図１０Ａは、図９に示すスピーカＳＰのフレームｆｍの領域ＡＲ１が凸状、領域ＡＲ２が凹状である場合に図９の白抜き矢印の方向から、フレームｆｍの表面の形態を眺めた図である。また、図１０Ｂは、スピーカＳＰのフレームｆｍの領域ＡＲ１が凹状、領域ＡＲ２が凸状である場合に図９の白抜き矢印の方向から、フレームｆｍの表面の形態を眺めた図である。

【0076】

図１０Ａに示すように、領域ＡＲ２の表面が凸状であり領域ＡＲ１の表面が凹状である場合には、マイクＭ２～Ｍ４各々の受音面（振動体）の位置はマイクＭ１より音源の方向に近くなる。一方、図１０Ｂに示すように、領域ＡＲ２の表面が凹状であり領域ＡＲ１の表面が凸状である場合には、マイクＭ２～Ｍ４各々の受音面の位置はマイクＭ１よりも音源の方向から離間する。

【0077】

つまり、図９、図１０Ａ又は図１０Ｂに示す形態でマイクＭ１～Ｍ４をスピーカＳＰに設置することで、４つのマイクＭ１～Ｍ４のうちの１つのマイクＭ１の設置点（３次元座標）が、他の３つのマイクＭ２～ＭＰ４の設置点同士で規定される平面上に含まれないようにする。

【0078】

これにより、音源から３つのマイクＭ２～Ｍ４各々の受音面までの距離が同一となった場合でも、この距離と、当該音源からマイクＭ１までの距離とを異ならせることが可能となるので、音源方向の検出精度の向上を図ることが可能となる。

【0079】

要するに、車両の室内又は室外の音源の方向を検出する音源方向検出システム１００としては、夫々が車室内のスピーカ固定部（例えば、ＭＰａ～ＭＰｄ）に取り付け可能であり且つ複数のマイク（例えば、Ｍ１～Ｍ４）が設置されている、少なくとも１つのスピーカ（ＳＰ）を含むスピーカ群と、以下のマイク設置位置取得部及び方向検出部を含むものであれば良い。マイク設置位置取得部（３０６）は、スピーカ固定部の設置位置に基づきマイク各々の設置位置を特定し、マイク各々の設置位置を示すマイク設置位置情報を取得する。方向検出部（３０）は、複数のマイクで夫々受音して得られたマイク受音信号（例えばＳａ１～Ｓａ４、Ｓｂ１～Ｓｂ４、Ｓｃ１～Ｓｃ４、Ｓｄ１～Ｓｄ４）、及び上記したマイク設置位置情報にて示されるマイク各々の設置位置に基づいて、音源の方向を検出する。

【0080】

また、音源方向検出システム１００に用いるマイク付きスピーカとしては、スピーカーケーブル（例えばＳＣ１）を介して受けた音声信号に対応した音声を出力するスピーカ（ＳＰ）と、当該スピーカに設置されている第１～第Ｎ（Ｎは２以上の整数）のマイク（例えばＭ１～Ｍ４）と、第１～第Ｎのマイクで受音して得られた第１～第Ｎのマイク受音信号（例えばｓ１～ｓ４）を上記スピーカーケーブルに重畳するマイク音重畳部（ＭＳＰ）と、を有するものであれば良い。

【符号の説明】

【0081】

１０ オーディオ装置
２０ａ～２０ｄ スピーカセット
３０ 音源方向検出部
３０４ 方向検出回路
３０５ 操作部
３０６ 設置位置取得部
Ｍ１～Ｍ４ マイク
ＭＳＰ マイク音重畳部
ＳＰ スピーカ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10A】

【図10B】