方向情報報知装置
【課題】 音像が定位された音に加えて機械的刺激をヘルメットの装着者に与えることにより、同装着者に認識させたい方向をより明瞭に知覚させることができる方向情報報知装置を提供すること。
【解決手段】 この方向情報報知装置は、自動二輪車ＢＹに適用され、ヘルメット１０に装着された運転者用ヘッドホン１１及び複数のバイブレータ１３、警報装置２２、並びに車載ユニット３０等からなる。方向情報報知装置は、警報装置から発生される音源信号とその付随情報（例えば、どの方向から障害物が接近するかについての情報）に基づいて同音源信号に基づく警報音の音像を定位させるとともに、その音像の定位位置の方向にあるバイブレータ１３の少なくとも一つを振動させる。
【解決手段】 この方向情報報知装置は、自動二輪車ＢＹに適用され、ヘルメット１０に装着された運転者用ヘッドホン１１及び複数のバイブレータ１３、警報装置２２、並びに車載ユニット３０等からなる。方向情報報知装置は、警報装置から発生される音源信号とその付随情報（例えば、どの方向から障害物が接近するかについての情報）に基づいて同音源信号に基づく警報音の音像を定位させるとともに、その音像の定位位置の方向にあるバイブレータ１３の少なくとも一つを振動させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘルメットを装着した情報の取得者に対し、例えば、警報すべき対象物の方向や経路案内における進行すべき道路或いは目的物の存在する方向等の方向に関する情報を与える方向情報報知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動二輪車の運転者用のヘルメットに左右のスピーカを装備し、警報すべき対象物の方向から警報音が聞こえるように頭部伝達関数を用いて同警報音を定位させながら同スピーカから発生させる二輪車用警報装置が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。この装置によれば、運転者は、注意を向けるべき対象物等の方向を音により認識することができる。
【特許文献１】特開２０００−３５５８２０号
【発明の開示】
【０００３】
しかしながら、自動二輪車の運転者の意識は運転に集中していることに加え、風切音などの雑音が大きい場合もあるため、突然発生する警報音が定位されていても、その音のみに基づいて警報音の方向（定位位置）を認識することができない場合がある。このような問題は、自動二輪車等の運転者用ヘルメットに限らず、ヘルメットの内部に設けられた左右のスピーカから発生される「定位された音」に基づいて同音の方向を認識させようとする装置において一般的に存在する問題である。
【０００４】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであって、その目的の一つは、音に加えて音以外の機械的刺激をヘルメットの装着者に与えることにより、同装着者に認識させたい方向をより明瞭に知覚させることができる方向情報報知装置を提供することにある。
【０００５】
かかる目的を達成する本発明による方向情報報知装置は、
ヘルメット内の左右に設けられたスピーカと、前記スピーカから発生させる音の音像を所定の情報に基づいて所定の音像定位位置に定位させる音像定位手段と、を備え、音像の定位によってヘルメット装着者に少なくとも方向に関する情報を与える方向情報報知装置であって、
前記ヘルメットの複数箇所に配設されるとともにそれぞれが外部信号に応答して前記ヘルメット装着者の頭部に局所的な機械的刺激を付与する複数の刺激付与手段と、
前記所定の音像定位位置に対応する位置に配設された前記刺激付与手段の少なくとも一つに対し前記外部信号を付与する駆動手段と、
を備えた装置である。
【０００６】
これによれば、ヘルメットのスピーカから発生される音像の定位位置に対応する位置に配設された刺激付与手段の少なくとも一つが、ヘルメット装着者の頭部に局所的な機械的刺激を付与する。従って、音のみでなく機械的刺激によってヘルメット装着者の意識を定位された音像の方向に向けることができる。
【０００７】
この場合、前記複数の刺激付与手段は、前記ヘルメットの前方側の方が同ヘルメットの後方側よりも互いに隣接する二つの刺激付与手段の間の距離が短くなるように配設されていることが好適である。
【０００８】
一般に、前方の音源についての頭部伝達関数は、後方の音源についての頭部伝達関数に比べて複雑である。このため、受聴者（聴取者）であるヘルメット装着者に対し、前方に存在する音源を精度良く定位することは容易でない。従って、上記構成のように、ヘルメットの前方側における「互いに隣接する二つの刺激付与手段の間の距離」の方が同ヘルメットの後方側における「互いに隣接する二つの刺激付与手段の間の距離」よりも短くなるように刺激付与手段を配設しておくことにより、ヘルメット装着者に対して音のみによっては精度良く知覚させ難い前方側の方向について、前方において高密度に配設された刺激付与手段により精度良く知覚させることができる。その結果、同じ個数の刺激付与手段を用いた場合であっても、ヘルメット装着者に伝えるべき方向をより精度高く認識させることができる。
【０００９】
また、前記複数の刺激付与手段の少なくとも一つは、前記ヘルメットの内側であって同ヘルメットの装着者の正中面に対応する位置に配設されることが好適である。
【００１０】
一般に、頭部伝達関数を用いた音像定位によれば、正中面方向において音像を精度良く定位することは水平面方向において音像を精度良く定位することより困難である。これは、正中面方向の頭部伝達関数は受聴者間の差（個人差）が大きく、様々な受聴者に適合する一つの正中面（前後）方向の頭部伝達関数を設定（再現）することが困難だからである。従って、上記構成のように、刺激付与手段の少なくとも一つをヘルメットの装着者の正中面に対応する位置に配設することにより、ヘルメット装着者に知覚させるべき方向を正中面方向を含むあらゆる方向について精度高く認識させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明による方向情報報知装置の各実施形態について図面を参照しながら説明する。本明細書、特許請求の範囲及び図面において、「音源の位置（音源の仮想位置）」とは、「音源から出力される音を生成するための信号である音源信号の音像の位置（音像の仮想位置）」と同義として扱われる。
【００１２】
＜第１実施形態＞
（装置の構成）
この方向情報報知装置は、図１に示したように、自動二輪車ＢＹに適用され、いずれもフルフェイス型の運転者用ヘルメット１０に装着された、運転者用ヘッドホン１１、運転者用マイクロホン１２、複数のバイブレータ１３（１３ａ〜１３ｈ）及び運転者用ヘルメット向き検出用地磁気センサ１４を備えている。更に、この方向情報報知装置は、運転者ユニット１５、車体向き検出用地磁気センサ２１、警報装置２２及び車載ユニット３０を備えている。
【００１３】
運転者用ヘッドホン１１は、図１、ヘルメット１０の斜視図である図２及びヘルメット１０を上方からみたヘルメットの平面図である図３に示したように、左スピーカ１１Ｌ及び右スピーカ１１Ｒからなっている。左スピーカ１１Ｌは、運転者用ヘルメット１０を装着した運転者の左耳近傍に位置されるように運転者用ヘルメット１０の内側左方部に配設されている。右スピーカ１１Ｒは、運転者用ヘルメット１０を装着した運転者の右耳近傍に位置されるように運転者用ヘルメット１０の内側右方部に配設されている。
【００１４】
運転者用マイクロホン１２は、図１及び図２に示したように、運転者用ヘルメット１０を装着した運転者の口の近傍に位置されるように運転者用ヘルメット１０の内側前方下部に配設されている。
【００１５】
複数（本例では全部で８個）のバイブレータ１３（１３ａ〜１３ｈ）は、図１乃至図３に示したように、ヘルメット１０の装着者の頭部の周方向に沿い且つ互いに離間した位置に対向するヘルメット１０の内側の位置に配設・固定されている。複数のバイブレータ１３は、それぞれが外部信号に応答してヘルメット１０の装着者の頭部に局所的な機械的刺激を付与する刺激付与手段を構成している。なお、便宜上、バイブレータ１３ａ〜１３ｈは、順に第１〜第８バイブレータともそれぞれ称呼される。
【００１６】
図３を参照して詳細に説明すると、バイブレータ１３ａは、ヘルメット１０の装着者の正中面ＣＰ上であってヘルメット１０の前部上方位置に配設されている。正中面ＣＰとは、ヘルメット１０の装着者の頭部を左右二つの略対称な部分に分割する面であって、頭部の左右方向中心を通る頭部前後方向及び頭部上下方向に広がる面である。
【００１７】
バイブレータ１３ｂ〜バイブレータ１３ｈは、同様にヘルメット１０の内側上方であって、表１の角度θ１及び角度θ２で表された位置に配設・固定されている。角度θ１及び角度θ２は、図３に示したように、ヘルメット１０の中心Ｐの回りにヘルメット１０の前方（運転者用ヘルメット１０の前後方向の軸の前方）から時計方向及び反時計方向にそれぞれ回転した角度を表している。従って、バイブレータ１３ｅは、ヘルメット装着者の正中面ＣＰ上であってヘルメット１０の後部上方位置に配設されていることになる。
【表１】
【００１８】
運転者用ヘルメット向き検出用地磁気センサ１４は、運転者用ヘルメット１０の内側又は外側上部に配設されている。運転者用ヘルメット向き検出用地磁気センサ１４は、運転者用ヘルメット１０の方位（運転者用ヘルメット１０の前後方向の軸の前方の方位）を検出するようになっている。
【００１９】
運転者ユニット１５は、所定の機能を達成する電気回路を収容している。運転者ユニット１５は、図１及び図２に示したように、コードにより運転者用ヘッドホン１１、運転者用マイクロホン１２、複数のバイブレータ１３及び運転者用ヘルメット向き検出用地磁気センサ１４と接続されている。
【００２０】
運転者ユニット１５は、運転者用ヘッドホン１１を駆動して同運転者用ヘッドホン１１から音を発生させるとともに、複数のバイブレータ１３のうちの所定のバイブレータ１３を選択し、その選択したバイブレータ１３を振動させる信号（外部信号）をその選択したバイブレータ１３に送信するようになっている。更に、運転者ユニット１５は、運転者用マイクロホン１２からの音声信号を入力するとともに、運転者用ヘルメット向き検出用地磁気センサ１４が検出した運転者用ヘルメット１０の方位を入力するようになっている。運転者ユニット１５は、車載ユニット３０と無線通信により必要な情報を交換するようになっている。
【００２１】
車体向き検出用地磁気センサ２１は、自動二輪車ＢＹの車体に固定されている。車体向き検出用地磁気センサ２１は、車体の前後方向の方位（車体の前後方向の軸の前方の方位）を検出するようになっている。
【００２２】
障害物及び警報音検知装置（以下、「警報装置」と称呼する。）２２は、例えば、特開２０００−３５５８２０号公報等に記載されている技術を使用した周知の装置であって、自動二輪車ＢＹの車体に固定されている。警報装置２２は、図示しないセンサと接続されていて、これらのセンサからの信号に基づき障害物が接近する方向（即ち、運転者に報知すべき障害物が接近してくる車体に対する方向）を検出するようになっている。
【００２３】
更に、警報装置２２は、車体の左右前後に配設された複数の指向性の高いマイクロホン（図示省略）と接続されていて、車体の周囲から発せられた警報等を検出し、その警報等の方向（即ち、運転者に報知すべき警報等の発生した車体に対する方向）を決定するようになっている。
【００２４】
警報装置２２は、障害物の接近や警報等を検出すると、音源信号及び付随情報を表す信号を出力するようになっている。音源信号とは、ある音源から発生される信号であって、その音源による音（この場合、警報音）を生成させるための信号である。付随情報とは、音源信号に基づいて発生されるべき音に関する情報であって、この場合、障害物の車体に対する方向及び車体と障害物との距離についての情報等である。
【００２５】
車載ユニット３０は、自動二輪車ＢＹの車体に固定されている。車載ユニット３０は、コードにより、車体向き検出用地磁気センサ２１及び警報装置２２と接続されていて、これらの発生する信号を入力するようになっている。車載ユニット３０は、更に、同乗者ユニット４３と無線通信により必要な情報を交換するようになっている。
【００２６】
図４に示したように、車載ユニット３０は、通信装置３１、音源位置決定装置３２、音源定位装置（音像定位手段）３３及び振動パターン決定装置３４を備えている。
【００２７】
通信装置３１は、無線通信により運転者ユニット１５と信号の交換を行うようになっている。
【００２８】
音源位置決定装置３２は、車体向き検出用地磁気センサ２１、警報装置２２、通信装置３１、音源定位装置３３及び振動パターン決定装置３４と接続されている。音源位置決定装置３２は、警報装置２２が出力する音源信号及び付随情報を表す信号を受信するようになっている。
【００２９】
音源位置決定装置３２は、受信した音源信号に基づく音像を定位させる位置である仮想音源位置（音源の音像位置、音源に対する仮想音源位置）を、受信した音源信号及び付随情報を表す信号に基づいて決定し、その仮想音源位置を表す情報（音源位置情報）を音源定位装置３３及び振動パターン決定装置３４に出力するようになっている。
【００３０】
仮想音源位置とは、ある音源（音源からの音源信号に基づく音像）が、あたかも仮想音源位置に存在しているかのように受聴者である運転者（ヘルメット１０の装着者）に聴かせることができる音源の仮想的な位置である。従って、警報装置２２、後述する会話用無線通信装置（同乗者と言うこともできる。）３５及びその他の音源２３は、音源を構成している。
【００３１】
更に、音源位置決定装置３２は、車体向き検出用地磁気センサ２１の出力信号と、通信装置３１を介して受信したヘルメット向き検出用地磁気センサ１４の出力信号と、に応じて前記音源位置情報を決定（補正）するようになっている。
【００３２】
音源定位装置３３は、通信装置３１にも接続されている。音源定位装置３３は、警報装置２２が出力する信号（音源信号及び付随情報を表す信号）を受信するとともに、音源位置決定装置３２から音源位置情報を受信し、音源信号に基づく音像を音源位置情報に応じた位置に定位させるための信号である音源定位信号（出力信号）を生成するようになっている。
【００３３】
更に、音源定位装置３３は、音源定位信号を通信装置３１を介して運転者ユニット１５に送信するようになっている。運転者ユニット１５は、受信した音源定位信号を増幅し、その増幅信号を運転者用ヘッドホン１１のスピーカ１１Ｒ，１１Ｌに出力するようになっている。この結果、定位された音源信号に応じた音がスピーカ１１Ｒ，１１Ｌから発生させられる。
【００３４】
ここで、音源定位装置３３の構成について図５を参照しながら説明する。音源定位装置３３は、タップ位置決定回路３３ａ、ゲイン決定回路３３ｂ、Ａ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）３３ｃ、ディレイライン３３ｄ、バンドパスフィルタ３３ｅ、ゲイン乗算器３３ｆ、ゲイン乗算器３３ｇ、加算器３３ｈ、ＦＩＲフィルタ３３ｉ、加算器３３ｊ、Ｄ／Ａコンバータ（ＤＡＣ）３３ｋを備えている。なお、音源定位装置３３及び音源位置定位方法（ヘッドホンを使用して音の音像を三次元において定位する音像定位方法）は、例えば、特開２００２−４４７９６及び特開平１０−２３６００等により周知である。
【００３５】
タップ位置決定回路３３ａは、音源位置決定装置３２及びディレイライン３３ｄと接続されている。タップ位置決定回路３３ａは、音源位置決定装置３２からの音源位置情報に基づいてディレイライン３３ｄのタップ位置（タップ位置については後述する）を指示する信号をディレイライン３３ｄに送信するようになっている。
【００３６】
ゲイン決定回路３３ｂは、音源位置決定装置３２、ゲイン乗算器３３ｆ及びゲイン乗算器３３ｇと接続されている。ゲイン決定回路３３ｂは、音源位置決定装置３２からの音源位置情報に基づいて、ゲイン乗算器３３ｆ及びゲイン乗算器３３ｇの後述するゲインを指示する信号をゲイン乗算器３３ｆ及びゲイン乗算器３３ｇに送信するようになっている。
【００３７】
ＡＤＣ３３ｃの入力端は、警報装置２２と接続されている。ＡＤＣ３３ｃは、警報装置２２から入力した音源信号をデジタル信号に変換し、出力端から出力するようになっている。ＡＤＣ３３ｃの出力端は、第１チャンネルＣｈ１乃至第８チャンネルＣｈ８のゲイン乗算器３３ｆの入力端に接続されるとともに、ディレイライン３３ｄの入力端に接続されている。ＡＤＣ３３ｃの出力端から第１チャンネルＣｈ１乃至第８チャンネルＣｈ８のゲイン乗算器３３ｆの入力端に直接入力される信号は、「先行音」と称呼される。
【００３８】
ディレイライン３３ｄは、複数のシフトレジスタから構成されている。複数のシフトレジスタは直列に接続され、多段のシフトレジスタを構成している。ディレイライン３３ｄは、この多段のレジスタの所定のレジスタとその所定のレジスタに続くレジスタとの間にタップを設けるようになっている。
【００３９】
ＡＤＣ３３ｃの出力端からディレイライン３３ｄに入力され、且つ、所定の時間だけディレイされて前記タップから取り出される信号は、「後行音」と称呼される。ディレイライン３３ｄは、タップの位置を、タップ位置決定回路３３ａから送信されてくる信号に基づいて変更するようになっている。
【００４０】
ディレイライン３３ｄの前記タップは、バンドパスフィルタ３３ｅの入力端に接続されている。バンドパスフィルタ３３ｅの出力端は、第１チャンネルＣｈ１乃至第８チャンネルＣｈ８のゲイン乗算器３３ｇの入力端に接続されている。これにより、後行音は、バンドパスフィルタ３３ｅを通過した後に第１チャンネルＣｈ１乃至第８チャンネルＣｈ８のゲイン乗算器３３ｇの入力端に入力される。
【００４１】
各チャンネルのゲイン乗算器３３ｆ及びゲイン乗算器３３ｇは、何れもゲイン決定回路３３ｂと接続されている。これにより、各ゲイン乗算器３３ｆは、ゲイン決定回路３３ｂから出力される信号に基づいて自身のゲインを変更するようになっている。同様に、各ゲイン乗算器３３ｇは、ゲイン決定回路３３ｂから出力される信号に基づいて自身のゲインを変更するようになっている。
【００４２】
ところで、一般に、受聴者が先行音及び後行音のように互いに同一の２つの音を時間差をもって受聴した場合、受聴者は、より先に到達した音及び／又はよりレベルの大きい方の音の方向に、その音の音源が存在すると知覚する。この効果は、先行音効果（ハース効果）と呼ばれるよく知られた効果である。そこで、ゲイン乗算器３３ｇのゲインを適切に変更して、後行音を受聴位置に対して先行音の反対側となるように定位させるとともに、ディレイライン３３ｄの前記タップの位置を変更して先行音と後行音の時間差（ディレイ時間）を調整する。これにより、定位させたい先行音の方向感を一層強調することができる。
【００４３】
しかしながら、先行音と後行音との時間差及びレベル差が極端に小さいと、音像は頭内に定位してしまい、方向感が失われる。逆に、時間差が過大となると受聴者は受聴音を２つの別の音として知覚してしまう。また、レベル差が過大となると、前述した後行音の効果（先行音の方向感を強調する効果）が失われる。
【００４４】
このような観点に基づき、タップ位置決定回路３３ａ及びゲイン決定回路３３ｂは、上記時間差（タップ位置）及びレベル差（後行音に対するゲイン）を適切な値に設定するようになっている。
【００４５】
各チャンネルのゲイン乗算器３３ｆの出力端及びゲイン乗算器３３ｇの出力端は、各チャンネルの加算器３３ｈの入力端に接続されている。各チャンネルの加算器３３ｈの出力端は各チャンネルのＦＩＲフィルタ３３ｉ（実際には、左耳用ＦＩＲフィルタ３３ｉＬ及び右耳用ＦＩＲフィルタ３３ｉＲ）の入力端に接続されている。これにより、先行音信号及び後行音信号は、それぞれゲイン乗算器３３ｆ及びゲイン乗算器３３ｇによって増幅され、加算器３３ｈにて加算されてからＦＩＲフィルタ３３ｉに入力される。
【００４６】
第１チャンネルＣｈ１のＦＩＲフィルタ３３ｉＬは、音が図６の＃１の方向から受聴者の左耳に聞こえてくる場合の周波数特性を頭部伝達関数（Ｈｅａｄ Ｒｅｌａｔｅｄ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ； ＨＲＴＦ）によりシミュレートするようになっている。即ち、第１チャンネルＣｈ１のＦＩＲフィルタ３３ｉＬは、音が図６の＃１の方向から受聴者の左耳に聞こえてくる場合の音の伝達特性である頭部伝達関数により、第１チャンネルＣｈ１の加算器３３ｈから出力された信号を畳み込み演算するフィルタである。
【００４７】
なお、図６においては、受聴者（運転者）の頭部は＃１〜＃８の位置により規定される立方体の中央部に存在し、受聴者は＃１、＃２、＃６及び＃５の位置により構成される面に正対している（この面の垂直方向を向いている）。＃１乃至＃４の位置により形成される面は受聴者の下方の面、＃５乃至＃８の位置により形成される面は受聴者の上方の面である。この立方体の向きは、受聴者の頭部の向き（運転者用ヘルメット１０の前後方向の軸の前方の向き）の変化に伴って変化する。
【００４８】
同様に、第２チャンネルＣｈ２乃至第８チャンネルＣｈ８のＦＩＲフィルタ３３ｉＬ及びＦＩＲフィルタ３３ｉＲは、それぞれ図６の＃２乃至＃８の方向から受聴者の左右の耳への音の伝達を頭部伝達関数によりシミュレートするようになっている。
【００４９】
ここで、仮想音源位置が、上述した基本となる方向＃１〜＃８の間の方向である場合について説明する。今、仮想音源位置を、図７の（Ａ）乃至（Ｃ）に示した空間上の任意の点Ｐtgtに設定するべきであると仮定する。この場合、仮想音源Ｐtgtは受聴者の左右の耳の中央の点Ｄから見て、＃１、＃２、＃５及び＃６から形成される正方形内にある。なお、図７の（Ｂ）及び（Ｃ）は、それぞれ図７の（Ａ）の立方体の上面図及び側面図である。
【００５０】
ここで、点Ｄと点Ｐtgtとを通る直線Ｌと、＃１、＃２、＃５及び＃６の位置により形成される面と、の交点を交点Ｃｒと称呼する。この場合、交点Ｃｒは横方向（水平方向、即ち、＃１−＃２又は＃５−＃６に沿った方向）において、辺＃１−＃２の長さ（図６及び図７の（Ａ）に示した立方体の一辺の長さ）をａ：ｂにて内分した位置Ｐ１に存在している。更に、交点Ｃｒは縦方向（鉛直上下方向、即ち、＃１−＃５又は＃２−＃６に沿った方向）において、辺＃１−＃５の長さ（図６及び図７の（Ａ）に示した立方体の一辺の長さ）をｃ：ｄにて内分した位置Ｐ２に存在している。また、点Ｄから仮想音源Ｐtgtまでの距離Ｌ１は、点Ｄから交点Ｃｒまでの距離Ｌ２のｘ倍（音源距離比ｘ＝Ｌ１／Ｌ２）であるとする。
【００５１】
このとき、ゲイン決定回路３３ｂは、第１チャンネルＣｈ１、第２チャンネルＣｈ２、第５チャンネルＣｈ５及び第６チャンネルＣｈ６の各先行音に対するゲイン乗算器３３ｆのゲインを、チャンネル間距離比ａ：ｂ、ｃ：ｄ及び音源距離比ｘから求められるゲインに設定する。具体的には、各チャンネルのゲインは、チャンネル間距離比に逆比例し、音源距離比ｘの２乗に反比例するように定めれば良い。即ち、第ｎチャンネルの先行音に対するゲインkChn（ｎは、１，２，５，６）は、下記（１）式乃至（４）式により決定される。また、ゲイン乗算器３３ｆの残りのチャンネルの先行音に対するゲインは「０」に設定される。
【数１】
【００５２】
後行音の仮想音源Ｐtgt’は、前述した後行音の効果をもたらすために、先行音により定位される仮想音源Ｐtgtの点Ｄに関する点対称の位置に定位される。後行音は、先行音に対して一定量の減衰量（ゲイン）とディレイ量（時間差）を有するように発音される。これらの量（減衰量及びディレイ量）は、音源位置には依存せず、受聴者の聴特性及び嗜好等に基づいて設定される。いま、先行音に対する減衰量をｐとすると、ゲイン決定回路３３ｂは、第３チャンネルＣｈ３、第４チャンネルＣｈ４、第７チャンネルＣｈ７及び第８チャンネルＣｈ８の各後行音に対するゲイン乗算器３３ｇのゲインを、上記先行音に対するゲインに応じて下記の（５）式乃至（８）式に基いて決定する。また、ゲイン乗算器３３ｇの残りのチャンネルの後行音に対するゲインは「０」に設定される。
【数２】
【００５３】
運転者用ヘルメット１０の向き（運転者用ヘッドホン１１の向き）及び／又は仮想音源位置である点Ｐtgtが変化すると、点Ｐtgtと運転者用ヘッドホン１１のなす角度も変化する。この場合においても、点Ｄと点Ｐtgtとを通る直線Ｌと、＃１乃至＃８の位置により形成される立方体の何れかの面とが交差し、その面上にて交点Ｃｒが求められる。従って、ゲイン決定回路３３ｂは、その交点Ｃｒとその面を規定する＃１乃至＃８の位置のうちの４つの位置から、上述した距離比（スピーカ間距離比）ａ：ｂ，ｃ：ｄ及び音源距離比ｘを求め、各チャンネルの先行音ゲイン乗算器３３ｆのゲイン及び後行音ゲイン乗算器３３ｇのゲインを、これらの比及び上記（１）乃至（８）により定まるゲインに設定する。この結果、運転者用ヘッドホン１１の向きにかかわらず、仮想音源位置を点Ｐtgtに常に定位させることができる。
【００５４】
再び図５を参照すると、各チャンネルのＦＩＲフィルタ３３ｉＬ，３３ｉＲは、加算器３３ｊ（実際には、左耳用加算器３３ｊＬ及び右耳用加算器３３ｊＲ）の入力端に接続されている。これにより、各チャンネルのＦＩＲフィルタ３３ｉＬ，３３ｉＲから出力された信号は、加算器３３ｊにより加算合成される。
【００５５】
加算器３３ｊ（左耳用加算器３３ｊＬ及び右耳用加算器３３ｊＲ）の出力端は独立してＤＡＣ３３ｋの入力端に接続されている。これにより、各加算器３３ｊから出力された信号はアナログ信号に変換される。ＤＡＣ３３ｋの出力端は通信装置３１に接続されている。これにより、アナログ信号に変換された左耳用及び右耳用の信号（音源定位信号）は、通信装置３１を介して運転者ユニット１５に送信される。
【００５６】
再び、図４を参照すると、振動パターン決定装置３４は通信装置３１にも接続されている。振動パターン決定装置３４は、音源位置決定装置３２から音源位置情報を受信し、音源位置情報に基づいて複数のバイブレータ１３ａ〜１３ｈのうちから振動させるべきバイブレータを（一つ又はそれ以上）決定し、その決定したバイブレータを表す信号（バイブレータ選択信号）を生成するようになっている。なお、振動パターン決定装置３４は、音源定位装置３３から音源定位信号を取得し、その音源定位信号に基づいて振動させるべきバイブレータを決定するように構成されてもよい。
【００５７】
上述した「振動させるべきバイブレータ」は、音像定位位置（仮想音源位置）に対応する位置に配設されたバイブレータである。例えば、図３に示したように、音像定位位置を複数のバイブレータ１３が配設されている面に投影した場合の位置が三角形のプロットにより示した位置Ｐtgt1である場合、振動パターン決定装置３４は、振動させるべきバイブレータは第２バイブレータ１３ｂであると決定する。また、音像定位位置を複数のバイブレータ１３が配設されている面に投影した場合の位置が正方形のプロットにより示した位置Ｐtgt2である場合、振動パターン決定装置３４は、振動させるべきバイブレータは第４バイブレータ１３ｄであると決定する。
【００５８】
このように、振動パターン決定装置３４は、音像定位位置を複数のバイブレータ１３が配設されている面に投影した位置を決定し、その位置とヘルメットの中心Ｐとを結んだ線分（以下、「定位方向線分」と称呼する。）に最も近いバイブレータを「音像定位位置に対応する位置に配設されたバイブレータ」、つまり、「振動させるべきバイブレータ」として決定する。換言すると、音像定位位置の方向に最も近い方向にあるバイブレータが、「振動させるべきバイブレータ」として選択される。
【００５９】
更に、振動パターン決定装置３４は、バイブレータ選択信号を通信装置３１を介して運転者ユニット１５に送信するようになっている。運転者ユニット１５は、受信したバイブレータ選択信号が示すバイブレータを振動させる駆動信号を対応するバイブレータに出力するようになっている。この結果、音像定位位置（仮想音源位置）に対応する位置に配設されたバイブレータが振動せしめられる。
【００６０】
（実際の作動）
次に、上記のように構成された方向情報報知装置の作動について説明する。上述した音源位置決定装置３２及び振動パターン決定装置３４の機能は実際にはマイクロコンピュータのＣＰＵが図８及び図１１にフローチャートにより示した処理を一定時間の経過毎にそれぞれ行うことにより達成される。また、音源定位装置３３の機能は、ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）が図１０にフローチャートにより示した処理を一定時間の経過毎に行うことにより達成される。いま、警報装置２２が、運転者に報知すべき障害物の接近及び運転者に報知すべき警報等を全く検出しておらず、従って、音源信号を発生していないと仮定する。
【００６１】
音源位置決定装置３２のＣＰＵは、図８に示したステップ１００から処理を開始すると、ステップ１１０に進んで自動二輪車ＢＹの前後方向軸の前方に対する運転者用ヘルメット１０の角度（運転者用ヘルメット１０の向き）を、車体向き検出用地磁気センサ２１が検出する車体の方位と運転者用ヘルメット向き検出用地磁気センサ１４が検出する運転者用ヘルメット１０の方位とに基づいて決定する。
【００６２】
次いで、ＣＰＵはステップ１２０に進み、警報装置２２からの音源信号が発生しているか否かを判定する。前述の仮定に従えば、現時点において音源信号は発生していない。従って、ＣＰＵはステップ１２０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ１９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。以上のステップは、警報装置２２から音源信号が発生するまで繰り返し行われる。ステップ１２０は、音源信号の発生を検知するためのステップである。
【００６３】
この状態において、警報装置２２が運転者に報知すべき障害物の接近又は運転者に報知すべき警報等を検出したと仮定する。この場合、警報装置２２は音源信号及び付随情報を出力する。従って、ＣＰＵは、図８に示したステップ１１０に続くステップ１２０にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ１３０に進んで仮想音源位置、即ち、警報音を定位させるべき位置を、音源信号の付随情報及びステップ１１０にて決定した運転者用ヘルメット１０の向き（角度）に基づいて決定する。
【００６４】
ところで、図９の（Ａ）に示したように、警報装置２２が「障害物が自動二輪車ＢＹの車体の右前方から接近してくる」ことを検出し、その旨を警報音にて警告するための音源信号を発生したと仮定する。このとき、運転者（運転者用ヘルメット１０）が自動二輪車ＢＹの車体の前後方向の軸の前方を向いていたとする。この場合、警報装置２２からの音源信号に基づく警報音の音像はヘルメット１０（ヘッドホン１１）の右前方に定位すればよい。
【００６５】
ところが、図９の（Ｂ）に示したように、運転者が自動二輪車の前後方向の軸の前方に対して平面視において９０度だけ時計方向に回転した向き（即ち、右）を向いていたとすると、警報装置２２からの音源信号に基づく警報音の音像はヘルメット１０（ヘッドホン１１）の左前方に定位させられるべきである。
【００６６】
そこで、音源位置決定装置３２のＣＰＵは、上述したステップ１３０において、運転者用ヘルメット１０の向きにも応じて音源信号の仮想音源位置を決定する。これにより、上記図９の（Ｂ）に示した例において、警報音の音像はヘルメット１０（ヘッドホン１１）の左前方に定位されるから、運転者が障害物の接近方向を誤って認識する可能性が低減できる。
【００６７】
次いで、音源位置決定装置３２のＣＰＵはステップ１４０に進み、上記ステップ１３０にて決定された音源位置情報を出力し、ステップ１９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００６８】
一方、音源定位装置３３（ＤＳＰ）は、図１０に示したルーチンの処理を一定時間の経過毎にステップ２００から開始し、ステップ２１０に進んで「ＣＰＵが出力している音源位置情報」に基づいて音源信号の仮想音源位置に対するＦＩＲフィルタ３３ｉＬ，３３ｉＲの係数を決定する。次いで、ＤＳＰはステップ２２０に進み、ゲイン乗算器３３ｆのゲイン及びゲイン乗算器３３ｇのゲインを決定する。ゲイン乗算器３３ｆのゲイン及びゲイン乗算器３３ｇのゲインは、上述した（１）〜（８）式等に基づいて、第１チャンネルＣｈ１乃至第８チャンネルＣｈ８の各チャンネルに対して決定される。
【００６９】
次いで、ＤＳＰはステップ２３０に進み、音源信号のＡＤ変換をＡＤＣ３３ｃに実行させる。これにより、ＤＳＰはＡＤ変換後の音源信号を取得する。なお、警報装置２２から出力される音源信号がデジタル信号であれば、ステップ２３０及びＡＤＣ３３ｃは省略される。次に、ＤＳＰはステップ２４０に進み、ステップ２１０にて決定したＦＩＲフィルタ３３ｉＬ，３３ｉＲの係数と、ステップ２２０にて決定したゲイン乗算器３３ｆのゲイン及びゲイン乗算器３３ｇのゲインと、を使用して、音源信号に基づく音像（警報音）を音源位置情報に応じた位置に定位させるための信号（音源定位信号）を生成する。
【００７０】
その後、ＤＳＰはステップ２５０に進み、上記ステップ２４０にて生成した音源定位信号をＤＡＣ３３ｋによりアナログ信号に変換し、そのアナログ信号に変換した音源定位信号を通信装置３１を介して運転者ユニット１５に出力する。そして、ＤＳＰは、ステップ２９５にて本ルーチンを一旦終了する。以上によって、警報音が仮想音源位置に定位される。
【００７１】
他方、ＣＰＵは、図１１に示したルーチンの処理を一定時間の経過毎にステップ３００から開始し、ステップ３１０に進んで音源位置情報に基づいて振動させるべきバイブレータを上述した方法に基づいて決定する。即ち、ＣＰＵはバイブレータ選択信号を生成する。この場合、ＣＰＵは、音源位置パターンデータベースと同様なバイブレータ振動パターンデータベースを備え、音源信号の種類及び音源信号の種類の変化の少なくとも一方と、バイブレータ振動パターンデータベースと、から振動させるべきバイブレータを決定してもよい。次いで、ＣＰＵはステップ３２０に進み、バイブレータ選択信号を通信装置３１を介して運転者ユニット１５に出力し、ステップ３９５にて本ルーチンを一旦終了する。以上によって、警報音が聞こえてくる方向に略一致したバイブレータ１３のうちの少なくとも一つが振動する。
【００７２】
以上、説明したように、本発明の第１実施形態に係る方向情報報知装置は、ヘルメット１０内の左右に設けられたスピーカ１１Ｒ，１１Ｌから発生させる音（警報音）の音像を、所定の情報（付随情報）に基づいて所定の音像定位位置（警報音を発生するべき位置）に定位させる音像定位手段（音源位置決定装置３２、音源定位装置３３及び運転者ユニット１５）を備える。従って、この音像の定位により、ヘルメット装着者に少なくとも方向（注意すべき方向）に関する情報が与えられる。更に、音源信号の音像が定位されるから、ヘルメット装着者に特定の音の方向及び距離感を認識させることができる。
【００７３】
加えて、上記方向情報報知装置は、外部信号（バイブレータ選択信号）に応じてヘルメット装着者の頭部に局所的な機械的刺激を付与する複数の刺激付与手段（バイブレータ１３ａ〜１３ｈ）と、前記所定の音像定位位置に対応する位置に配設された前記刺激付与手段の少なくとも一つに対し前記外部信号を付与する駆動手段（振動パターン決定装置３４及び運転者ユニット１５）と、を備える。従って、ヘルメット装着者の頭部であって、前記所定の音像定位位置の方向に略等しい方向の局所的部分に機械的刺激が発生するので、ヘルメット装着者は、音（音像の定位）のみでなく機械的刺激により、自己の意識を定位された音像の方向に容易に向けることができる。
【００７４】
更に、上記方向情報報知装置においては、前記ヘルメット１０の前方側の方が同ヘルメットの後方側よりも互いに隣接する二つのバイブレータの間の距離が短く設定されている。従って、ヘルメット装着者は、音像定位によって定位感を得難い前方からの音（前方に定位された音像）の方向を、密度が高く配置されたバイブレータ１３の振動により精度高く認識することができる。
【００７５】
加えて、バイブレータ１３ａ及びバイブレータ１３ｅは、ヘルメットの装着者の正中面に対応するヘルメット１０の内側の位置に配設されている。従って、ヘルメット装着者に伝えるべき方向をより精度高く認識させることができる。
【００７６】
なお、上記実施形態においては、警報音が定位され、それにともなってバイブレータ１３の少なくとも一つが振動せしめられていたが、定位されるべき音は「方向についてヘルメット装着者に認識させたい情報に関する音」であれば警報音に限らない。
【００７７】
＜第２実施形態＞
第２実施形態に係る方向情報報知装置は、図１及び図４に破線により示したように、警報装置２２の他に例えば音楽プレーヤや音声ナビゲータ装置等のその他の音源２３を備え、警報装置２２以外からの音源信号に基づく音を発生するとともに、同乗者ユニット４３と通信を行うことにより、自動二輪車ＢＹの運転者であるヘルメット装着者が、同乗者と無線による会話をすることができるようになされている点において、第１実施形態の方向情報報知装置と相違している。従って、以下、かかる相違点を中心として説明する。
【００７８】
その他の音源２３は、携帯電話、音楽プレーヤ、ナビゲーション装置、車両・走行状態検出装置等の何れかであってもよく、これらを統合した機能を有する装置であってもよい。
【００７９】
携帯電話は、一般に使用される携帯電話であり、少なくとも、着信音を表す信号及び通話音声を表す信号を出力するようになっている。音楽プレーヤは、例えば、ＭＰ３プレーヤ等であり、音楽データを内部に格納しているか、外部から通信により取得し、その音楽データに基づいて音楽を再生するための信号を出力するようになっている。ナビゲーション装置は、ＧＰＳ装置を内蔵している。ＧＰＳ装置は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）人工衛星から放射される自車位置検出用の航法電波を受信して自動二輪車ＢＹの現在位置を取得するようになっている。ナビゲーション装置は、現在位置から所定の操作により設定された目的地までの経路を計算により求め、経路案内を音声により行うための信号を出力するようになっている。
【００８０】
車両・走行状態検出装置は、自動二輪車ＢＹの状態を検出する種々のセンサやスイッチ等（図示省略）と接続されている。車両・走行状態検出装置は、接続されたセンサからの信号に基づいて、自動二輪車ＢＹの各部の異常状態を含む車両状態や自動二輪車ＢＹの走行状態を検出し、検出された車両・走行状態を運転者に音声又は警報音により報知するための信号を必要に応じて出力するようになっている。車両状態には、例えば、方向指示器の点滅状態（左右どちらの方向指示器が点滅しているかを含む）、ブレーキシステムが異常となっていること及び燃料残量が少ないこと等が含まれる。走行状態には、例えば、エンジン回転速度、車両速度、路面や路側帯等に配設された車両外部の装置から無線通信により得られる路面状態等の状態が含まれる。
【００８１】
また、自動二輪車ＢＹに同乗者が搭乗した場合、上記方向情報報知装置は、同乗者用ヘルメット４０に装着された同乗者用ヘッドホン４１及び同乗者用マイクロホン４２、並びに同乗者ユニット４３を含むようになる。
【００８２】
車載ユニット３０は、その他の音源２３と接続されていて、その他の音源２３からの信号（音源信号及び付随情報を表す信号）を入力するようになっている。更に、車載ユニット３０は、会話用無線通信装置３５を備えている。会話用無線通信装置３５は、同乗者ユニット４３と無線通信により信号の交換を行うようになっている。
【００８３】
会話用無線通信装置３５は、通信装置３１と接続され、通信装置３１が運転者ユニット１５から受信した「運転者（ヘルメット１０の装着者）が発生した音声に基づく音声信号」を同乗者ユニット４３に送信するようになっている。また、会話用無線通信装置３５は、音源位置決定装置３２及び音源定位装置３３と接続されていて、同乗者ユニット４３から送られてくる「同乗者（ヘルメット４０の装着者）が発生した音声に基づく音声信号」を音源位置決定装置３２及び音源定位装置３３に送信するようになっている。
【００８４】
同乗者ユニット４３は、コードにより同乗者用ヘッドホン４１及び同乗者用マイクロホン４２と接続されている。同乗者ユニット４３は、会話用無線通信装置３５との通信により得られる「運転者（ヘルメット１０の装着者）が発生した音声に基づく音声信号」に応答して同乗者用ヘッドホン４１を駆動し、同乗者用ヘッドホン４１から音声を発生させるようになっている。同乗者ユニット４３は、同乗者用マイクロホン４２からの音声信号を入力し、その音声信号を会話用無線通信装置３５に送信するようになっている。
【００８５】
以上の構成により、第２実施形態に係る音源位置決定装置３２は、警報装置２２のみならず、その他の音源２３及び会話用無線通信装置３５が出力する音源信号及び付随情報を表す信号を受信するようになっている。
【００８６】
更に、第２実施形態に係る音源位置決定装置３２は、音源位置パターンデータベース３２ａを備えている。音源位置パターンデータベース３２ａには、音源信号の種類及び音源信号の種類の変化の少なくとも一方に対応する仮想音源位置パターンが予め記憶されている。音源位置決定装置３２は、実際に入力される各音源からの音源信号の種類及び同音源信号の種類の変化と音源位置パターンデータベース３２ａ内に記憶されている関係とに基づいて、実現すべき仮想音源位置のパターンを決定し、そのパターンを表す情報を前述した音源位置情報として出力するようになっている。
【００８７】
加えて、第２実施形態に係る音源定位装置３３は、音源位置情報に基づいて音源信号毎に音源を定位させるようになっている。また、第２実施形態に係る振動パターン決定装置３４は、音源の種類の変化（新たな音源信号の追加）があったときにのみバイブレータ１３の少なくとも一つを選択し、その音源信号の種類の変化があった時点から所定時間だけ同選択したバイブレータを振動させるようになっている。
【００８８】
次に、上記のように構成された第２実施形態に係る方向情報報知装置の作動について一例を用いて説明する。
【００８９】
例えば、図１２の（Ａ）に示したように、運転者がその他の音源２３に含まれる音楽プレーヤの発生する音源信号のみに基づいて音楽を再生し、その音楽を聴いていたとする。この場合、音源位置決定装置３２は、再生される音楽が運転者の頭部（運転者用ヘルメット１０）全体に広がり、通常の音楽聴取時のような自然な感じで音楽が聞こえるように音楽プレーヤからの音源信号の音像に対する仮想音源位置を決定する。そして、音源定位装置３３は、その仮想音源位置に音楽プレーヤからの音源信号に基づく音像を定位させる。この結果、運転者は、あたかも４つのスピーカ（前方左スピーカ、前方右スピーカ、後方左スピーカ及び後方右スピーカ）で囲まれた範囲内の適切な位置にて音楽を楽しんでいるかのように、音楽を聴くことができる。
【００９０】
かかる状態において、同乗者が同乗者用マイクロホン４２及び同乗者ユニット４３を使用して会話を開始した（発言を行った）と仮定する。即ち、タンデム会話が同乗者の発言により開始されたと仮定する。一般に、運転者は、音楽を聴いているときには音楽に注意が集中しているので、同乗者からの不意な発言を聞き逃す可能性が高い。
【００９１】
そこで、音源位置決定装置３２は、図１２の（Ｂ）に示したように、音源位置パターンデータベース３２ａを参照することにより、同乗者の音声が運転者の直近で発せられたかのように音源である会話用無線通信装置３５（音源としての同乗者）からの音源信号に基づく音像の位置（仮想音源位置）を決定する。
【００９２】
同時に、音源位置決定装置３２は、音楽プレーヤからの音源信号に基づく音楽が運転者用ヘルメット１０の下方から聞こえるように音楽プレーヤからの音源信号に基づく音像の位置（仮想音源位置）を決定する。これにより、運転者には急に音楽が下方から聞こえ出し、且つ、同乗者の発言が耳元で聞こえるから、運転者が同乗者の最初の会話を聞き逃す可能性が低減する。
【００９３】
更に、振動パターン決定装置３４は、このように新たな音源信号（この場合、会話用無線通信装置３５からの同乗者の音声信号）が加わったとき、音源位置情報に基づいて、新たに加わった音源信号の仮想音源位置（定位位置）の方向に対応したバイブレータ１３の少なくとも一つを選択する。この場合、新たに加わった音源信号である同乗者の音声信号の定位位置は左及び右方向である。従って、振動パターン決定装置３４は、バイブレータ１３ｃ及び１３ｇを選択し、それらを所定時間だけ振動させる。
【００９４】
その後、同乗者との会話が継続すると、音楽プレーヤと会話用無線通信装置３５（同乗者）からの音源信号が継続する。即ち、音源の種類は変化しない。しかしながら、この場合、図１２の（Ａ）に示した音楽だけを再生している場合とは音源信号の種類（音源信号の種類の組合せ）が相違している。
【００９５】
そこで、音源位置決定装置３２は、図１２の（Ｃ）に示したように、音楽プレーヤからの音源信号に基づく音楽が運転者用ヘルメット１０の下方から聞こえるように音楽プレーヤからの音源信号に基づく音像の位置（仮想音源位置）を決定するとともに、同乗者の音声が運転者の直近ではなく運転者用ヘルメット１０の上部全体にて聞こえるように会話用無線通信装置３５からの音源信号に基づく音像の位置（仮想音源位置）を決定する。
【００９６】
このような状態が継続しているとき、その他の音源２３のナビゲーション装置が、運転者が進むべき道路が右前方であることを音声により報知するための音源信号を発生したと仮定する。この場合、音源位置決定装置３２は、音源位置パターンデータベース３２ａを参照することにより、音楽プレーヤからの音源信号に基づく音楽を聞こえないようにし、会話用無線通信装置３５からの音源信号に基づく同乗者の音声が運転者の直近で聞こえるようにし、且つ、その他の音源２３からの音源信号に基づく経路案内音声が運転者用ヘルメット１０の右前方から聞こえるように、各音源信号に基づく音像の位置（仮想音源位置）を決定する。これにより、運転者は、進行すべき方向が右前方向であることを確実に知ることができるとともに、同乗者との会話を継続することができる。
【００９７】
同時に、振動パターン決定装置３４は、新たな音源信号（この場合、その他の音源２３からの経路案内音声の信号）が加わったとき、音源位置情報に基づいて、新たに加わった音源信号の仮想音源位置の方向に対応したバイブレータ１３の少なくとも一つを選択する。この場合、新たに加わった音源信号である経路案内音声の信号の仮想音源位置（定位位置）は右前方向である。従って、振動パターン決定装置３４は、バイブレータ１３ｂを選択し、バイブレータ１３ｂを所定時間だけ振動させる。以上が、一例を用いて説明した第２実施形態に係る方向情報報知装置の作動の概要である。
【００９８】
次に、第２実施形態に係る方向情報報知装置の実際の作動について簡単に説明する。上述した音源位置決定装置３２及び振動パターン決定装置３４の機能は実際にはマイクロコンピュータのＣＰＵが図１３及び図１４にフローチャートにより示した処理を一定時間の経過毎にそれぞれ行うことにより達成される。また、音源定位装置３３の機能は、ＤＳＰが図１０と同様な処理を行うことにより達成されるので、説明を省略する。
【００９９】
ＣＰＵは、図１３の処理をステップ４００から開始すると、ステップ４０５にて図８のステップ１１０と同様に運転者用ヘルメット１０の向きを決定する。次いで、ＣＰＵはステップ４１０にて音源の状況に変化があったか否か、即ち、その時点までの音源からの音源信号に加えて、別の音源からの音源信号が新たに発生したか否かを判定する。
【０１００】
このとき、別の音源からの音源信号が新たに発生していれば、ＣＰＵはステップ４１５に進み、現在の状況に応じた音源位置パターンを音源位置パターンデータベース３２ａから読み出す。その後、ＣＰＵはステップ４２０に進み、各音源信号の仮想音源位置を、ステップ４１５にて読み出した音源位置パターンとステップ４０５にて決定した運転者用ヘルメット１０の向きに基づいて補正することにより、最終的な各音源の仮想音源位置を決定する。次いで、ＣＰＵはステップ４２５に進み、ステップ４２０にて決定した各音源信号の仮想音源位置を音源定位装置（ＤＳＰ）３３に音源位置情報として出力し、ステップ４９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１０１】
一方、音源の状況が変化していなければ、ＣＰＵはステップ４１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ４３０に進み、「音源の状況が最後に変化してから所定時間が経過したか否か」を判定する。音源の状況が最後に変化してから所定時間が経過していなければ、ＣＰＵはステップ４２０以降に直接進む。また、音源の状況が最後に変化してから所定時間が経過していると、ＣＰＵはステップ４３０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ４３５に進み、現在の状況（特定の種類の音源信号が所定時間以上継続している状況）に応じた音源位置パターンを音源位置パターンデータベース３２ａから読み出し、その後、ステップ４２０以降に直接進む。以上のようにして、ＣＰＵは音源位置情報を決定する。
【０１０２】
更に、ＣＰＵは図１４に示した処理を一定時間の経過毎に繰り返し行うことにより、バイブレータ選択信号を出力する。即ち、ＣＰＵは、ステップ５００に続くステップ５１０にて新たな音源信号が発生した直後であるか否かを音源位置情報に基づいて判定する。そして、新たな音源信号が発生した直後であれば、ＣＰＵはステップ５２０に進み、音源位置情報に基づいて、新たな音源信号の仮想音源位置（定位位置）に対応するバイブレータを振動させるべきバイブレータとして決定する。即ち、ＣＰＵはバイブレータ選択信号を生成する。そして、ＣＰＵはステップ５３０に進み、そのバイブレータ選択信号を所定時間だけ出力し、ステップ５９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１０３】
一方、新たな音源信号が発生した直後でなければ、ＣＰＵはステップ５１０の判定において「Ｎｏ」と判定し、直接ステップ５９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１０４】
以上、説明したように、第２実施形態に係る音源位置決定装置３２は、音源信号の種類及び音源信号の種類の変化の少なくとも一方に応じて各仮想音源位置を決定する。音源位置決定装置３２は、実際には音源位置パターンデータベース３２ａ内に、前記音源信号の種類及び同音源信号の種類の変化の少なくとも一方に対応する仮想音源位置パターンを予め記憶している。そして、音源位置決定装置３２は、実際に入力される各音源からの音源信号の種類及び同音源信号の種類の変化と音源位置パターンデータベース３２ａ内に記憶されている関係とに基づいて、実現すべき仮想音源位置のパターンを決定する。
【０１０５】
そして、決定されたそれぞれの仮想音源位置に、それぞれの仮想音源位置に対応する音源信号に基づく音像が定位せしめられる。従って、受聴者であるヘルメット装着者は、現時点でどの音源が音を発生させているのか、或いは、現時点においてどの音が重要であるのか等を容易に認識することができる。また、ヘルメット装着者は、複数の音源から発生される複数の音源信号に基づく音の中から、現時点で必要な音を直感的に選択して聴くことができる。
【０１０６】
また、第２実施形態の方向情報報知装置の振動パターン決定装置３４は、新たな音源信号が加わったとき、複数のバイブレータ１３の中から新たに加わった音源信号の定位された音像の方向に相当するバイブレータを選択し、そのバイブレータを所定時間だけ振動せしめる。従って、複数の音源が存在する場合にも、方向に関する情報が定位された音像のみでなく機械的な振動によっても報知されるから、ヘルメット装着者（運転者）は重要な音源信号の方向に関する情報を確実に取得することができる。
【０１０７】
なお、本発明は上記各実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、振動パターン決定装置３４は、複数のバイブレータ１３が配設されている面に音像定位位置を投影した位置を求め、その位置とヘルメットの中心Ｐとを結んだ線分に最も近いバイブレータと、次に近いバイブレータを「振動させるべきバイブレータ」として決定してもよい。
【０１０８】
更に、このように、二つのバイブレータを「振動させるべきバイブレータ」として決定する場合、定位方向線分に近い方のバイブレータの振動数及び／又は振動の振幅を定位方向線分から遠い方のバイブレータよりも大きくしてもよい。更に、定位方向線分の長さ（定位された音源とヘルメット１０との仮想的な距離）が短いほど、バイブレータの振動数及び／又は振動の振幅を大きくしてもよい。
【０１０９】
また、上記各実施形態において、バイブレータ１３が刺激付与手段として採用されていたが、例えば、刺激付与手段としてエアーインジェクションを採用し、それによりヘルメット装着者の頭部に向けて局所的に高圧の空気を噴射してよい。
【０１１０】
更に、上記各実施形態においては、複数のバイブレータ１３はヘルメット１０の内側であって略同一平面上に配置されていたが、異なる２以上の平面上に配置されてもよく、或いは、互いに所定の間隔を有しながら頭部全体をカバーするようにヘルメット１０の内側に設けられてもよい。
【０１１１】
加えて、同乗者用ヘルメット４０にも、運転者用ヘルメット１０と同様に、バイブレータを複数備えさせ、運転者用ヘルメット１０と同じ方向のバイブレータを振動させることにより、認識させるべき方向を同乗者に報知するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】本発明の第１及び第２実施形態に係る方向情報報知装置の概略構成図である。
【図２】図１に示した運転者用ヘルメットの斜視図である。
【図３】図１に示した運転者用ヘルメットの平面図である。
【図４】図１に示した方向情報報知装置の回路ブロック図である。
【図５】図２に示した音源定位装置の回路ブロック図である。
【図６】図１に示した方向情報報知装置による音像定位方法を説明するための図である。
【図７】（Ａ）乃至（Ｃ）は、図１に示した方向情報報知装置による音像定位方法を説明するための図である。
【図８】図２に示した音源位置決定装置が行う処理手順を示したフローチャートである。
【図９】運転者用ヘルメットの向きと警報音の向きとの関係を説明するための図である。
【図１０】図２に示した音源定位装置が行う処理手順を示したフローチャートである。
【図１１】図２に示した振動パターン決定装置が行う処理手順を示したフローチャートである。
【図１２】本発明の第２実施形態に係る方向情報報知装置による音源定位パターンの一例を示した図である。
【図１３】本発明の第２実施形態に係る方向情報報知装置の音源位置決定装置が行う処理手順を示したフローチャートである。
【図１４】本発明の第２実施形態に係る方向情報報知装置の振動パターン決定装置が行う処理手順を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【０１１３】
１０…運転者用ヘルメット、１１…運転者用ヘッドホン、１１Ｒ…右スピーカ、１１Ｌ…左スピーカ、１２…運転者用マイクロホン、１３，１３ａ〜１３ｈ…バイブレータ、１４…運転者用ヘルメット向き検出用地磁気センサ、１５…運転者ユニット、２１…車体向き検出用検出用地磁気センサ、２２…警報装置、２３…その他の音源、３０…車載ユニット、３１…通信装置、３２…音源位置決定装置、３２ａ…音源位置パターンデータベース、３３…音源定位装置、３３ａ…タップ位置決定回路、３３ｂ…ゲイン決定回路、３３ｃ…Ａ／Ｄコンバータ、３３ｄ…ディレイライン、３３ｅ…バンドパスフィルタ、３３ｆ…ゲイン乗算器、３３ｇ…ゲイン乗算器、３３ｈ…加算器、３３ｉ…ＦＩＲフィルタ、３３ｉＬ…左耳用ＦＩＲフィルタ、３３ｉＲ…右耳用ＦＩＲフィルタ、３３ｊ…加算器、３３ｊＲ…右耳用加算器、３３ｊＬ…左耳用加算器、３３ｋ…Ｄ／Ａコンバータ、３４…振動パターン決定装置、３５…会話用無線通信装置、４０…同乗者用ヘルメット、４１…同乗者用ヘッドホン、４２…同乗者用マイクロホン、４３…同乗者ユニット、ＣＰ…正中面。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘルメットを装着した情報の取得者に対し、例えば、警報すべき対象物の方向や経路案内における進行すべき道路或いは目的物の存在する方向等の方向に関する情報を与える方向情報報知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動二輪車の運転者用のヘルメットに左右のスピーカを装備し、警報すべき対象物の方向から警報音が聞こえるように頭部伝達関数を用いて同警報音を定位させながら同スピーカから発生させる二輪車用警報装置が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。この装置によれば、運転者は、注意を向けるべき対象物等の方向を音により認識することができる。
【特許文献１】特開２０００−３５５８２０号
【発明の開示】
【０００３】
しかしながら、自動二輪車の運転者の意識は運転に集中していることに加え、風切音などの雑音が大きい場合もあるため、突然発生する警報音が定位されていても、その音のみに基づいて警報音の方向（定位位置）を認識することができない場合がある。このような問題は、自動二輪車等の運転者用ヘルメットに限らず、ヘルメットの内部に設けられた左右のスピーカから発生される「定位された音」に基づいて同音の方向を認識させようとする装置において一般的に存在する問題である。
【０００４】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであって、その目的の一つは、音に加えて音以外の機械的刺激をヘルメットの装着者に与えることにより、同装着者に認識させたい方向をより明瞭に知覚させることができる方向情報報知装置を提供することにある。
【０００５】
かかる目的を達成する本発明による方向情報報知装置は、
ヘルメット内の左右に設けられたスピーカと、前記スピーカから発生させる音の音像を所定の情報に基づいて所定の音像定位位置に定位させる音像定位手段と、を備え、音像の定位によってヘルメット装着者に少なくとも方向に関する情報を与える方向情報報知装置であって、
前記ヘルメットの複数箇所に配設されるとともにそれぞれが外部信号に応答して前記ヘルメット装着者の頭部に局所的な機械的刺激を付与する複数の刺激付与手段と、
前記所定の音像定位位置に対応する位置に配設された前記刺激付与手段の少なくとも一つに対し前記外部信号を付与する駆動手段と、
を備えた装置である。
【０００６】
これによれば、ヘルメットのスピーカから発生される音像の定位位置に対応する位置に配設された刺激付与手段の少なくとも一つが、ヘルメット装着者の頭部に局所的な機械的刺激を付与する。従って、音のみでなく機械的刺激によってヘルメット装着者の意識を定位された音像の方向に向けることができる。
【０００７】
この場合、前記複数の刺激付与手段は、前記ヘルメットの前方側の方が同ヘルメットの後方側よりも互いに隣接する二つの刺激付与手段の間の距離が短くなるように配設されていることが好適である。
【０００８】
一般に、前方の音源についての頭部伝達関数は、後方の音源についての頭部伝達関数に比べて複雑である。このため、受聴者（聴取者）であるヘルメット装着者に対し、前方に存在する音源を精度良く定位することは容易でない。従って、上記構成のように、ヘルメットの前方側における「互いに隣接する二つの刺激付与手段の間の距離」の方が同ヘルメットの後方側における「互いに隣接する二つの刺激付与手段の間の距離」よりも短くなるように刺激付与手段を配設しておくことにより、ヘルメット装着者に対して音のみによっては精度良く知覚させ難い前方側の方向について、前方において高密度に配設された刺激付与手段により精度良く知覚させることができる。その結果、同じ個数の刺激付与手段を用いた場合であっても、ヘルメット装着者に伝えるべき方向をより精度高く認識させることができる。
【０００９】
また、前記複数の刺激付与手段の少なくとも一つは、前記ヘルメットの内側であって同ヘルメットの装着者の正中面に対応する位置に配設されることが好適である。
【００１０】
一般に、頭部伝達関数を用いた音像定位によれば、正中面方向において音像を精度良く定位することは水平面方向において音像を精度良く定位することより困難である。これは、正中面方向の頭部伝達関数は受聴者間の差（個人差）が大きく、様々な受聴者に適合する一つの正中面（前後）方向の頭部伝達関数を設定（再現）することが困難だからである。従って、上記構成のように、刺激付与手段の少なくとも一つをヘルメットの装着者の正中面に対応する位置に配設することにより、ヘルメット装着者に知覚させるべき方向を正中面方向を含むあらゆる方向について精度高く認識させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明による方向情報報知装置の各実施形態について図面を参照しながら説明する。本明細書、特許請求の範囲及び図面において、「音源の位置（音源の仮想位置）」とは、「音源から出力される音を生成するための信号である音源信号の音像の位置（音像の仮想位置）」と同義として扱われる。
【００１２】
＜第１実施形態＞
（装置の構成）
この方向情報報知装置は、図１に示したように、自動二輪車ＢＹに適用され、いずれもフルフェイス型の運転者用ヘルメット１０に装着された、運転者用ヘッドホン１１、運転者用マイクロホン１２、複数のバイブレータ１３（１３ａ〜１３ｈ）及び運転者用ヘルメット向き検出用地磁気センサ１４を備えている。更に、この方向情報報知装置は、運転者ユニット１５、車体向き検出用地磁気センサ２１、警報装置２２及び車載ユニット３０を備えている。
【００１３】
運転者用ヘッドホン１１は、図１、ヘルメット１０の斜視図である図２及びヘルメット１０を上方からみたヘルメットの平面図である図３に示したように、左スピーカ１１Ｌ及び右スピーカ１１Ｒからなっている。左スピーカ１１Ｌは、運転者用ヘルメット１０を装着した運転者の左耳近傍に位置されるように運転者用ヘルメット１０の内側左方部に配設されている。右スピーカ１１Ｒは、運転者用ヘルメット１０を装着した運転者の右耳近傍に位置されるように運転者用ヘルメット１０の内側右方部に配設されている。
【００１４】
運転者用マイクロホン１２は、図１及び図２に示したように、運転者用ヘルメット１０を装着した運転者の口の近傍に位置されるように運転者用ヘルメット１０の内側前方下部に配設されている。
【００１５】
複数（本例では全部で８個）のバイブレータ１３（１３ａ〜１３ｈ）は、図１乃至図３に示したように、ヘルメット１０の装着者の頭部の周方向に沿い且つ互いに離間した位置に対向するヘルメット１０の内側の位置に配設・固定されている。複数のバイブレータ１３は、それぞれが外部信号に応答してヘルメット１０の装着者の頭部に局所的な機械的刺激を付与する刺激付与手段を構成している。なお、便宜上、バイブレータ１３ａ〜１３ｈは、順に第１〜第８バイブレータともそれぞれ称呼される。
【００１６】
図３を参照して詳細に説明すると、バイブレータ１３ａは、ヘルメット１０の装着者の正中面ＣＰ上であってヘルメット１０の前部上方位置に配設されている。正中面ＣＰとは、ヘルメット１０の装着者の頭部を左右二つの略対称な部分に分割する面であって、頭部の左右方向中心を通る頭部前後方向及び頭部上下方向に広がる面である。
【００１７】
バイブレータ１３ｂ〜バイブレータ１３ｈは、同様にヘルメット１０の内側上方であって、表１の角度θ１及び角度θ２で表された位置に配設・固定されている。角度θ１及び角度θ２は、図３に示したように、ヘルメット１０の中心Ｐの回りにヘルメット１０の前方（運転者用ヘルメット１０の前後方向の軸の前方）から時計方向及び反時計方向にそれぞれ回転した角度を表している。従って、バイブレータ１３ｅは、ヘルメット装着者の正中面ＣＰ上であってヘルメット１０の後部上方位置に配設されていることになる。
【表１】
【００１８】
運転者用ヘルメット向き検出用地磁気センサ１４は、運転者用ヘルメット１０の内側又は外側上部に配設されている。運転者用ヘルメット向き検出用地磁気センサ１４は、運転者用ヘルメット１０の方位（運転者用ヘルメット１０の前後方向の軸の前方の方位）を検出するようになっている。
【００１９】
運転者ユニット１５は、所定の機能を達成する電気回路を収容している。運転者ユニット１５は、図１及び図２に示したように、コードにより運転者用ヘッドホン１１、運転者用マイクロホン１２、複数のバイブレータ１３及び運転者用ヘルメット向き検出用地磁気センサ１４と接続されている。
【００２０】
運転者ユニット１５は、運転者用ヘッドホン１１を駆動して同運転者用ヘッドホン１１から音を発生させるとともに、複数のバイブレータ１３のうちの所定のバイブレータ１３を選択し、その選択したバイブレータ１３を振動させる信号（外部信号）をその選択したバイブレータ１３に送信するようになっている。更に、運転者ユニット１５は、運転者用マイクロホン１２からの音声信号を入力するとともに、運転者用ヘルメット向き検出用地磁気センサ１４が検出した運転者用ヘルメット１０の方位を入力するようになっている。運転者ユニット１５は、車載ユニット３０と無線通信により必要な情報を交換するようになっている。
【００２１】
車体向き検出用地磁気センサ２１は、自動二輪車ＢＹの車体に固定されている。車体向き検出用地磁気センサ２１は、車体の前後方向の方位（車体の前後方向の軸の前方の方位）を検出するようになっている。
【００２２】
障害物及び警報音検知装置（以下、「警報装置」と称呼する。）２２は、例えば、特開２０００−３５５８２０号公報等に記載されている技術を使用した周知の装置であって、自動二輪車ＢＹの車体に固定されている。警報装置２２は、図示しないセンサと接続されていて、これらのセンサからの信号に基づき障害物が接近する方向（即ち、運転者に報知すべき障害物が接近してくる車体に対する方向）を検出するようになっている。
【００２３】
更に、警報装置２２は、車体の左右前後に配設された複数の指向性の高いマイクロホン（図示省略）と接続されていて、車体の周囲から発せられた警報等を検出し、その警報等の方向（即ち、運転者に報知すべき警報等の発生した車体に対する方向）を決定するようになっている。
【００２４】
警報装置２２は、障害物の接近や警報等を検出すると、音源信号及び付随情報を表す信号を出力するようになっている。音源信号とは、ある音源から発生される信号であって、その音源による音（この場合、警報音）を生成させるための信号である。付随情報とは、音源信号に基づいて発生されるべき音に関する情報であって、この場合、障害物の車体に対する方向及び車体と障害物との距離についての情報等である。
【００２５】
車載ユニット３０は、自動二輪車ＢＹの車体に固定されている。車載ユニット３０は、コードにより、車体向き検出用地磁気センサ２１及び警報装置２２と接続されていて、これらの発生する信号を入力するようになっている。車載ユニット３０は、更に、同乗者ユニット４３と無線通信により必要な情報を交換するようになっている。
【００２６】
図４に示したように、車載ユニット３０は、通信装置３１、音源位置決定装置３２、音源定位装置（音像定位手段）３３及び振動パターン決定装置３４を備えている。
【００２７】
通信装置３１は、無線通信により運転者ユニット１５と信号の交換を行うようになっている。
【００２８】
音源位置決定装置３２は、車体向き検出用地磁気センサ２１、警報装置２２、通信装置３１、音源定位装置３３及び振動パターン決定装置３４と接続されている。音源位置決定装置３２は、警報装置２２が出力する音源信号及び付随情報を表す信号を受信するようになっている。
【００２９】
音源位置決定装置３２は、受信した音源信号に基づく音像を定位させる位置である仮想音源位置（音源の音像位置、音源に対する仮想音源位置）を、受信した音源信号及び付随情報を表す信号に基づいて決定し、その仮想音源位置を表す情報（音源位置情報）を音源定位装置３３及び振動パターン決定装置３４に出力するようになっている。
【００３０】
仮想音源位置とは、ある音源（音源からの音源信号に基づく音像）が、あたかも仮想音源位置に存在しているかのように受聴者である運転者（ヘルメット１０の装着者）に聴かせることができる音源の仮想的な位置である。従って、警報装置２２、後述する会話用無線通信装置（同乗者と言うこともできる。）３５及びその他の音源２３は、音源を構成している。
【００３１】
更に、音源位置決定装置３２は、車体向き検出用地磁気センサ２１の出力信号と、通信装置３１を介して受信したヘルメット向き検出用地磁気センサ１４の出力信号と、に応じて前記音源位置情報を決定（補正）するようになっている。
【００３２】
音源定位装置３３は、通信装置３１にも接続されている。音源定位装置３３は、警報装置２２が出力する信号（音源信号及び付随情報を表す信号）を受信するとともに、音源位置決定装置３２から音源位置情報を受信し、音源信号に基づく音像を音源位置情報に応じた位置に定位させるための信号である音源定位信号（出力信号）を生成するようになっている。
【００３３】
更に、音源定位装置３３は、音源定位信号を通信装置３１を介して運転者ユニット１５に送信するようになっている。運転者ユニット１５は、受信した音源定位信号を増幅し、その増幅信号を運転者用ヘッドホン１１のスピーカ１１Ｒ，１１Ｌに出力するようになっている。この結果、定位された音源信号に応じた音がスピーカ１１Ｒ，１１Ｌから発生させられる。
【００３４】
ここで、音源定位装置３３の構成について図５を参照しながら説明する。音源定位装置３３は、タップ位置決定回路３３ａ、ゲイン決定回路３３ｂ、Ａ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）３３ｃ、ディレイライン３３ｄ、バンドパスフィルタ３３ｅ、ゲイン乗算器３３ｆ、ゲイン乗算器３３ｇ、加算器３３ｈ、ＦＩＲフィルタ３３ｉ、加算器３３ｊ、Ｄ／Ａコンバータ（ＤＡＣ）３３ｋを備えている。なお、音源定位装置３３及び音源位置定位方法（ヘッドホンを使用して音の音像を三次元において定位する音像定位方法）は、例えば、特開２００２−４４７９６及び特開平１０−２３６００等により周知である。
【００３５】
タップ位置決定回路３３ａは、音源位置決定装置３２及びディレイライン３３ｄと接続されている。タップ位置決定回路３３ａは、音源位置決定装置３２からの音源位置情報に基づいてディレイライン３３ｄのタップ位置（タップ位置については後述する）を指示する信号をディレイライン３３ｄに送信するようになっている。
【００３６】
ゲイン決定回路３３ｂは、音源位置決定装置３２、ゲイン乗算器３３ｆ及びゲイン乗算器３３ｇと接続されている。ゲイン決定回路３３ｂは、音源位置決定装置３２からの音源位置情報に基づいて、ゲイン乗算器３３ｆ及びゲイン乗算器３３ｇの後述するゲインを指示する信号をゲイン乗算器３３ｆ及びゲイン乗算器３３ｇに送信するようになっている。
【００３７】
ＡＤＣ３３ｃの入力端は、警報装置２２と接続されている。ＡＤＣ３３ｃは、警報装置２２から入力した音源信号をデジタル信号に変換し、出力端から出力するようになっている。ＡＤＣ３３ｃの出力端は、第１チャンネルＣｈ１乃至第８チャンネルＣｈ８のゲイン乗算器３３ｆの入力端に接続されるとともに、ディレイライン３３ｄの入力端に接続されている。ＡＤＣ３３ｃの出力端から第１チャンネルＣｈ１乃至第８チャンネルＣｈ８のゲイン乗算器３３ｆの入力端に直接入力される信号は、「先行音」と称呼される。
【００３８】
ディレイライン３３ｄは、複数のシフトレジスタから構成されている。複数のシフトレジスタは直列に接続され、多段のシフトレジスタを構成している。ディレイライン３３ｄは、この多段のレジスタの所定のレジスタとその所定のレジスタに続くレジスタとの間にタップを設けるようになっている。
【００３９】
ＡＤＣ３３ｃの出力端からディレイライン３３ｄに入力され、且つ、所定の時間だけディレイされて前記タップから取り出される信号は、「後行音」と称呼される。ディレイライン３３ｄは、タップの位置を、タップ位置決定回路３３ａから送信されてくる信号に基づいて変更するようになっている。
【００４０】
ディレイライン３３ｄの前記タップは、バンドパスフィルタ３３ｅの入力端に接続されている。バンドパスフィルタ３３ｅの出力端は、第１チャンネルＣｈ１乃至第８チャンネルＣｈ８のゲイン乗算器３３ｇの入力端に接続されている。これにより、後行音は、バンドパスフィルタ３３ｅを通過した後に第１チャンネルＣｈ１乃至第８チャンネルＣｈ８のゲイン乗算器３３ｇの入力端に入力される。
【００４１】
各チャンネルのゲイン乗算器３３ｆ及びゲイン乗算器３３ｇは、何れもゲイン決定回路３３ｂと接続されている。これにより、各ゲイン乗算器３３ｆは、ゲイン決定回路３３ｂから出力される信号に基づいて自身のゲインを変更するようになっている。同様に、各ゲイン乗算器３３ｇは、ゲイン決定回路３３ｂから出力される信号に基づいて自身のゲインを変更するようになっている。
【００４２】
ところで、一般に、受聴者が先行音及び後行音のように互いに同一の２つの音を時間差をもって受聴した場合、受聴者は、より先に到達した音及び／又はよりレベルの大きい方の音の方向に、その音の音源が存在すると知覚する。この効果は、先行音効果（ハース効果）と呼ばれるよく知られた効果である。そこで、ゲイン乗算器３３ｇのゲインを適切に変更して、後行音を受聴位置に対して先行音の反対側となるように定位させるとともに、ディレイライン３３ｄの前記タップの位置を変更して先行音と後行音の時間差（ディレイ時間）を調整する。これにより、定位させたい先行音の方向感を一層強調することができる。
【００４３】
しかしながら、先行音と後行音との時間差及びレベル差が極端に小さいと、音像は頭内に定位してしまい、方向感が失われる。逆に、時間差が過大となると受聴者は受聴音を２つの別の音として知覚してしまう。また、レベル差が過大となると、前述した後行音の効果（先行音の方向感を強調する効果）が失われる。
【００４４】
このような観点に基づき、タップ位置決定回路３３ａ及びゲイン決定回路３３ｂは、上記時間差（タップ位置）及びレベル差（後行音に対するゲイン）を適切な値に設定するようになっている。
【００４５】
各チャンネルのゲイン乗算器３３ｆの出力端及びゲイン乗算器３３ｇの出力端は、各チャンネルの加算器３３ｈの入力端に接続されている。各チャンネルの加算器３３ｈの出力端は各チャンネルのＦＩＲフィルタ３３ｉ（実際には、左耳用ＦＩＲフィルタ３３ｉＬ及び右耳用ＦＩＲフィルタ３３ｉＲ）の入力端に接続されている。これにより、先行音信号及び後行音信号は、それぞれゲイン乗算器３３ｆ及びゲイン乗算器３３ｇによって増幅され、加算器３３ｈにて加算されてからＦＩＲフィルタ３３ｉに入力される。
【００４６】
第１チャンネルＣｈ１のＦＩＲフィルタ３３ｉＬは、音が図６の＃１の方向から受聴者の左耳に聞こえてくる場合の周波数特性を頭部伝達関数（Ｈｅａｄ Ｒｅｌａｔｅｄ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ； ＨＲＴＦ）によりシミュレートするようになっている。即ち、第１チャンネルＣｈ１のＦＩＲフィルタ３３ｉＬは、音が図６の＃１の方向から受聴者の左耳に聞こえてくる場合の音の伝達特性である頭部伝達関数により、第１チャンネルＣｈ１の加算器３３ｈから出力された信号を畳み込み演算するフィルタである。
【００４７】
なお、図６においては、受聴者（運転者）の頭部は＃１〜＃８の位置により規定される立方体の中央部に存在し、受聴者は＃１、＃２、＃６及び＃５の位置により構成される面に正対している（この面の垂直方向を向いている）。＃１乃至＃４の位置により形成される面は受聴者の下方の面、＃５乃至＃８の位置により形成される面は受聴者の上方の面である。この立方体の向きは、受聴者の頭部の向き（運転者用ヘルメット１０の前後方向の軸の前方の向き）の変化に伴って変化する。
【００４８】
同様に、第２チャンネルＣｈ２乃至第８チャンネルＣｈ８のＦＩＲフィルタ３３ｉＬ及びＦＩＲフィルタ３３ｉＲは、それぞれ図６の＃２乃至＃８の方向から受聴者の左右の耳への音の伝達を頭部伝達関数によりシミュレートするようになっている。
【００４９】
ここで、仮想音源位置が、上述した基本となる方向＃１〜＃８の間の方向である場合について説明する。今、仮想音源位置を、図７の（Ａ）乃至（Ｃ）に示した空間上の任意の点Ｐtgtに設定するべきであると仮定する。この場合、仮想音源Ｐtgtは受聴者の左右の耳の中央の点Ｄから見て、＃１、＃２、＃５及び＃６から形成される正方形内にある。なお、図７の（Ｂ）及び（Ｃ）は、それぞれ図７の（Ａ）の立方体の上面図及び側面図である。
【００５０】
ここで、点Ｄと点Ｐtgtとを通る直線Ｌと、＃１、＃２、＃５及び＃６の位置により形成される面と、の交点を交点Ｃｒと称呼する。この場合、交点Ｃｒは横方向（水平方向、即ち、＃１−＃２又は＃５−＃６に沿った方向）において、辺＃１−＃２の長さ（図６及び図７の（Ａ）に示した立方体の一辺の長さ）をａ：ｂにて内分した位置Ｐ１に存在している。更に、交点Ｃｒは縦方向（鉛直上下方向、即ち、＃１−＃５又は＃２−＃６に沿った方向）において、辺＃１−＃５の長さ（図６及び図７の（Ａ）に示した立方体の一辺の長さ）をｃ：ｄにて内分した位置Ｐ２に存在している。また、点Ｄから仮想音源Ｐtgtまでの距離Ｌ１は、点Ｄから交点Ｃｒまでの距離Ｌ２のｘ倍（音源距離比ｘ＝Ｌ１／Ｌ２）であるとする。
【００５１】
このとき、ゲイン決定回路３３ｂは、第１チャンネルＣｈ１、第２チャンネルＣｈ２、第５チャンネルＣｈ５及び第６チャンネルＣｈ６の各先行音に対するゲイン乗算器３３ｆのゲインを、チャンネル間距離比ａ：ｂ、ｃ：ｄ及び音源距離比ｘから求められるゲインに設定する。具体的には、各チャンネルのゲインは、チャンネル間距離比に逆比例し、音源距離比ｘの２乗に反比例するように定めれば良い。即ち、第ｎチャンネルの先行音に対するゲインkChn（ｎは、１，２，５，６）は、下記（１）式乃至（４）式により決定される。また、ゲイン乗算器３３ｆの残りのチャンネルの先行音に対するゲインは「０」に設定される。
【数１】
【００５２】
後行音の仮想音源Ｐtgt’は、前述した後行音の効果をもたらすために、先行音により定位される仮想音源Ｐtgtの点Ｄに関する点対称の位置に定位される。後行音は、先行音に対して一定量の減衰量（ゲイン）とディレイ量（時間差）を有するように発音される。これらの量（減衰量及びディレイ量）は、音源位置には依存せず、受聴者の聴特性及び嗜好等に基づいて設定される。いま、先行音に対する減衰量をｐとすると、ゲイン決定回路３３ｂは、第３チャンネルＣｈ３、第４チャンネルＣｈ４、第７チャンネルＣｈ７及び第８チャンネルＣｈ８の各後行音に対するゲイン乗算器３３ｇのゲインを、上記先行音に対するゲインに応じて下記の（５）式乃至（８）式に基いて決定する。また、ゲイン乗算器３３ｇの残りのチャンネルの後行音に対するゲインは「０」に設定される。
【数２】
【００５３】
運転者用ヘルメット１０の向き（運転者用ヘッドホン１１の向き）及び／又は仮想音源位置である点Ｐtgtが変化すると、点Ｐtgtと運転者用ヘッドホン１１のなす角度も変化する。この場合においても、点Ｄと点Ｐtgtとを通る直線Ｌと、＃１乃至＃８の位置により形成される立方体の何れかの面とが交差し、その面上にて交点Ｃｒが求められる。従って、ゲイン決定回路３３ｂは、その交点Ｃｒとその面を規定する＃１乃至＃８の位置のうちの４つの位置から、上述した距離比（スピーカ間距離比）ａ：ｂ，ｃ：ｄ及び音源距離比ｘを求め、各チャンネルの先行音ゲイン乗算器３３ｆのゲイン及び後行音ゲイン乗算器３３ｇのゲインを、これらの比及び上記（１）乃至（８）により定まるゲインに設定する。この結果、運転者用ヘッドホン１１の向きにかかわらず、仮想音源位置を点Ｐtgtに常に定位させることができる。
【００５４】
再び図５を参照すると、各チャンネルのＦＩＲフィルタ３３ｉＬ，３３ｉＲは、加算器３３ｊ（実際には、左耳用加算器３３ｊＬ及び右耳用加算器３３ｊＲ）の入力端に接続されている。これにより、各チャンネルのＦＩＲフィルタ３３ｉＬ，３３ｉＲから出力された信号は、加算器３３ｊにより加算合成される。
【００５５】
加算器３３ｊ（左耳用加算器３３ｊＬ及び右耳用加算器３３ｊＲ）の出力端は独立してＤＡＣ３３ｋの入力端に接続されている。これにより、各加算器３３ｊから出力された信号はアナログ信号に変換される。ＤＡＣ３３ｋの出力端は通信装置３１に接続されている。これにより、アナログ信号に変換された左耳用及び右耳用の信号（音源定位信号）は、通信装置３１を介して運転者ユニット１５に送信される。
【００５６】
再び、図４を参照すると、振動パターン決定装置３４は通信装置３１にも接続されている。振動パターン決定装置３４は、音源位置決定装置３２から音源位置情報を受信し、音源位置情報に基づいて複数のバイブレータ１３ａ〜１３ｈのうちから振動させるべきバイブレータを（一つ又はそれ以上）決定し、その決定したバイブレータを表す信号（バイブレータ選択信号）を生成するようになっている。なお、振動パターン決定装置３４は、音源定位装置３３から音源定位信号を取得し、その音源定位信号に基づいて振動させるべきバイブレータを決定するように構成されてもよい。
【００５７】
上述した「振動させるべきバイブレータ」は、音像定位位置（仮想音源位置）に対応する位置に配設されたバイブレータである。例えば、図３に示したように、音像定位位置を複数のバイブレータ１３が配設されている面に投影した場合の位置が三角形のプロットにより示した位置Ｐtgt1である場合、振動パターン決定装置３４は、振動させるべきバイブレータは第２バイブレータ１３ｂであると決定する。また、音像定位位置を複数のバイブレータ１３が配設されている面に投影した場合の位置が正方形のプロットにより示した位置Ｐtgt2である場合、振動パターン決定装置３４は、振動させるべきバイブレータは第４バイブレータ１３ｄであると決定する。
【００５８】
このように、振動パターン決定装置３４は、音像定位位置を複数のバイブレータ１３が配設されている面に投影した位置を決定し、その位置とヘルメットの中心Ｐとを結んだ線分（以下、「定位方向線分」と称呼する。）に最も近いバイブレータを「音像定位位置に対応する位置に配設されたバイブレータ」、つまり、「振動させるべきバイブレータ」として決定する。換言すると、音像定位位置の方向に最も近い方向にあるバイブレータが、「振動させるべきバイブレータ」として選択される。
【００５９】
更に、振動パターン決定装置３４は、バイブレータ選択信号を通信装置３１を介して運転者ユニット１５に送信するようになっている。運転者ユニット１５は、受信したバイブレータ選択信号が示すバイブレータを振動させる駆動信号を対応するバイブレータに出力するようになっている。この結果、音像定位位置（仮想音源位置）に対応する位置に配設されたバイブレータが振動せしめられる。
【００６０】
（実際の作動）
次に、上記のように構成された方向情報報知装置の作動について説明する。上述した音源位置決定装置３２及び振動パターン決定装置３４の機能は実際にはマイクロコンピュータのＣＰＵが図８及び図１１にフローチャートにより示した処理を一定時間の経過毎にそれぞれ行うことにより達成される。また、音源定位装置３３の機能は、ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）が図１０にフローチャートにより示した処理を一定時間の経過毎に行うことにより達成される。いま、警報装置２２が、運転者に報知すべき障害物の接近及び運転者に報知すべき警報等を全く検出しておらず、従って、音源信号を発生していないと仮定する。
【００６１】
音源位置決定装置３２のＣＰＵは、図８に示したステップ１００から処理を開始すると、ステップ１１０に進んで自動二輪車ＢＹの前後方向軸の前方に対する運転者用ヘルメット１０の角度（運転者用ヘルメット１０の向き）を、車体向き検出用地磁気センサ２１が検出する車体の方位と運転者用ヘルメット向き検出用地磁気センサ１４が検出する運転者用ヘルメット１０の方位とに基づいて決定する。
【００６２】
次いで、ＣＰＵはステップ１２０に進み、警報装置２２からの音源信号が発生しているか否かを判定する。前述の仮定に従えば、現時点において音源信号は発生していない。従って、ＣＰＵはステップ１２０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ１９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。以上のステップは、警報装置２２から音源信号が発生するまで繰り返し行われる。ステップ１２０は、音源信号の発生を検知するためのステップである。
【００６３】
この状態において、警報装置２２が運転者に報知すべき障害物の接近又は運転者に報知すべき警報等を検出したと仮定する。この場合、警報装置２２は音源信号及び付随情報を出力する。従って、ＣＰＵは、図８に示したステップ１１０に続くステップ１２０にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ１３０に進んで仮想音源位置、即ち、警報音を定位させるべき位置を、音源信号の付随情報及びステップ１１０にて決定した運転者用ヘルメット１０の向き（角度）に基づいて決定する。
【００６４】
ところで、図９の（Ａ）に示したように、警報装置２２が「障害物が自動二輪車ＢＹの車体の右前方から接近してくる」ことを検出し、その旨を警報音にて警告するための音源信号を発生したと仮定する。このとき、運転者（運転者用ヘルメット１０）が自動二輪車ＢＹの車体の前後方向の軸の前方を向いていたとする。この場合、警報装置２２からの音源信号に基づく警報音の音像はヘルメット１０（ヘッドホン１１）の右前方に定位すればよい。
【００６５】
ところが、図９の（Ｂ）に示したように、運転者が自動二輪車の前後方向の軸の前方に対して平面視において９０度だけ時計方向に回転した向き（即ち、右）を向いていたとすると、警報装置２２からの音源信号に基づく警報音の音像はヘルメット１０（ヘッドホン１１）の左前方に定位させられるべきである。
【００６６】
そこで、音源位置決定装置３２のＣＰＵは、上述したステップ１３０において、運転者用ヘルメット１０の向きにも応じて音源信号の仮想音源位置を決定する。これにより、上記図９の（Ｂ）に示した例において、警報音の音像はヘルメット１０（ヘッドホン１１）の左前方に定位されるから、運転者が障害物の接近方向を誤って認識する可能性が低減できる。
【００６７】
次いで、音源位置決定装置３２のＣＰＵはステップ１４０に進み、上記ステップ１３０にて決定された音源位置情報を出力し、ステップ１９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００６８】
一方、音源定位装置３３（ＤＳＰ）は、図１０に示したルーチンの処理を一定時間の経過毎にステップ２００から開始し、ステップ２１０に進んで「ＣＰＵが出力している音源位置情報」に基づいて音源信号の仮想音源位置に対するＦＩＲフィルタ３３ｉＬ，３３ｉＲの係数を決定する。次いで、ＤＳＰはステップ２２０に進み、ゲイン乗算器３３ｆのゲイン及びゲイン乗算器３３ｇのゲインを決定する。ゲイン乗算器３３ｆのゲイン及びゲイン乗算器３３ｇのゲインは、上述した（１）〜（８）式等に基づいて、第１チャンネルＣｈ１乃至第８チャンネルＣｈ８の各チャンネルに対して決定される。
【００６９】
次いで、ＤＳＰはステップ２３０に進み、音源信号のＡＤ変換をＡＤＣ３３ｃに実行させる。これにより、ＤＳＰはＡＤ変換後の音源信号を取得する。なお、警報装置２２から出力される音源信号がデジタル信号であれば、ステップ２３０及びＡＤＣ３３ｃは省略される。次に、ＤＳＰはステップ２４０に進み、ステップ２１０にて決定したＦＩＲフィルタ３３ｉＬ，３３ｉＲの係数と、ステップ２２０にて決定したゲイン乗算器３３ｆのゲイン及びゲイン乗算器３３ｇのゲインと、を使用して、音源信号に基づく音像（警報音）を音源位置情報に応じた位置に定位させるための信号（音源定位信号）を生成する。
【００７０】
その後、ＤＳＰはステップ２５０に進み、上記ステップ２４０にて生成した音源定位信号をＤＡＣ３３ｋによりアナログ信号に変換し、そのアナログ信号に変換した音源定位信号を通信装置３１を介して運転者ユニット１５に出力する。そして、ＤＳＰは、ステップ２９５にて本ルーチンを一旦終了する。以上によって、警報音が仮想音源位置に定位される。
【００７１】
他方、ＣＰＵは、図１１に示したルーチンの処理を一定時間の経過毎にステップ３００から開始し、ステップ３１０に進んで音源位置情報に基づいて振動させるべきバイブレータを上述した方法に基づいて決定する。即ち、ＣＰＵはバイブレータ選択信号を生成する。この場合、ＣＰＵは、音源位置パターンデータベースと同様なバイブレータ振動パターンデータベースを備え、音源信号の種類及び音源信号の種類の変化の少なくとも一方と、バイブレータ振動パターンデータベースと、から振動させるべきバイブレータを決定してもよい。次いで、ＣＰＵはステップ３２０に進み、バイブレータ選択信号を通信装置３１を介して運転者ユニット１５に出力し、ステップ３９５にて本ルーチンを一旦終了する。以上によって、警報音が聞こえてくる方向に略一致したバイブレータ１３のうちの少なくとも一つが振動する。
【００７２】
以上、説明したように、本発明の第１実施形態に係る方向情報報知装置は、ヘルメット１０内の左右に設けられたスピーカ１１Ｒ，１１Ｌから発生させる音（警報音）の音像を、所定の情報（付随情報）に基づいて所定の音像定位位置（警報音を発生するべき位置）に定位させる音像定位手段（音源位置決定装置３２、音源定位装置３３及び運転者ユニット１５）を備える。従って、この音像の定位により、ヘルメット装着者に少なくとも方向（注意すべき方向）に関する情報が与えられる。更に、音源信号の音像が定位されるから、ヘルメット装着者に特定の音の方向及び距離感を認識させることができる。
【００７３】
加えて、上記方向情報報知装置は、外部信号（バイブレータ選択信号）に応じてヘルメット装着者の頭部に局所的な機械的刺激を付与する複数の刺激付与手段（バイブレータ１３ａ〜１３ｈ）と、前記所定の音像定位位置に対応する位置に配設された前記刺激付与手段の少なくとも一つに対し前記外部信号を付与する駆動手段（振動パターン決定装置３４及び運転者ユニット１５）と、を備える。従って、ヘルメット装着者の頭部であって、前記所定の音像定位位置の方向に略等しい方向の局所的部分に機械的刺激が発生するので、ヘルメット装着者は、音（音像の定位）のみでなく機械的刺激により、自己の意識を定位された音像の方向に容易に向けることができる。
【００７４】
更に、上記方向情報報知装置においては、前記ヘルメット１０の前方側の方が同ヘルメットの後方側よりも互いに隣接する二つのバイブレータの間の距離が短く設定されている。従って、ヘルメット装着者は、音像定位によって定位感を得難い前方からの音（前方に定位された音像）の方向を、密度が高く配置されたバイブレータ１３の振動により精度高く認識することができる。
【００７５】
加えて、バイブレータ１３ａ及びバイブレータ１３ｅは、ヘルメットの装着者の正中面に対応するヘルメット１０の内側の位置に配設されている。従って、ヘルメット装着者に伝えるべき方向をより精度高く認識させることができる。
【００７６】
なお、上記実施形態においては、警報音が定位され、それにともなってバイブレータ１３の少なくとも一つが振動せしめられていたが、定位されるべき音は「方向についてヘルメット装着者に認識させたい情報に関する音」であれば警報音に限らない。
【００７７】
＜第２実施形態＞
第２実施形態に係る方向情報報知装置は、図１及び図４に破線により示したように、警報装置２２の他に例えば音楽プレーヤや音声ナビゲータ装置等のその他の音源２３を備え、警報装置２２以外からの音源信号に基づく音を発生するとともに、同乗者ユニット４３と通信を行うことにより、自動二輪車ＢＹの運転者であるヘルメット装着者が、同乗者と無線による会話をすることができるようになされている点において、第１実施形態の方向情報報知装置と相違している。従って、以下、かかる相違点を中心として説明する。
【００７８】
その他の音源２３は、携帯電話、音楽プレーヤ、ナビゲーション装置、車両・走行状態検出装置等の何れかであってもよく、これらを統合した機能を有する装置であってもよい。
【００７９】
携帯電話は、一般に使用される携帯電話であり、少なくとも、着信音を表す信号及び通話音声を表す信号を出力するようになっている。音楽プレーヤは、例えば、ＭＰ３プレーヤ等であり、音楽データを内部に格納しているか、外部から通信により取得し、その音楽データに基づいて音楽を再生するための信号を出力するようになっている。ナビゲーション装置は、ＧＰＳ装置を内蔵している。ＧＰＳ装置は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）人工衛星から放射される自車位置検出用の航法電波を受信して自動二輪車ＢＹの現在位置を取得するようになっている。ナビゲーション装置は、現在位置から所定の操作により設定された目的地までの経路を計算により求め、経路案内を音声により行うための信号を出力するようになっている。
【００８０】
車両・走行状態検出装置は、自動二輪車ＢＹの状態を検出する種々のセンサやスイッチ等（図示省略）と接続されている。車両・走行状態検出装置は、接続されたセンサからの信号に基づいて、自動二輪車ＢＹの各部の異常状態を含む車両状態や自動二輪車ＢＹの走行状態を検出し、検出された車両・走行状態を運転者に音声又は警報音により報知するための信号を必要に応じて出力するようになっている。車両状態には、例えば、方向指示器の点滅状態（左右どちらの方向指示器が点滅しているかを含む）、ブレーキシステムが異常となっていること及び燃料残量が少ないこと等が含まれる。走行状態には、例えば、エンジン回転速度、車両速度、路面や路側帯等に配設された車両外部の装置から無線通信により得られる路面状態等の状態が含まれる。
【００８１】
また、自動二輪車ＢＹに同乗者が搭乗した場合、上記方向情報報知装置は、同乗者用ヘルメット４０に装着された同乗者用ヘッドホン４１及び同乗者用マイクロホン４２、並びに同乗者ユニット４３を含むようになる。
【００８２】
車載ユニット３０は、その他の音源２３と接続されていて、その他の音源２３からの信号（音源信号及び付随情報を表す信号）を入力するようになっている。更に、車載ユニット３０は、会話用無線通信装置３５を備えている。会話用無線通信装置３５は、同乗者ユニット４３と無線通信により信号の交換を行うようになっている。
【００８３】
会話用無線通信装置３５は、通信装置３１と接続され、通信装置３１が運転者ユニット１５から受信した「運転者（ヘルメット１０の装着者）が発生した音声に基づく音声信号」を同乗者ユニット４３に送信するようになっている。また、会話用無線通信装置３５は、音源位置決定装置３２及び音源定位装置３３と接続されていて、同乗者ユニット４３から送られてくる「同乗者（ヘルメット４０の装着者）が発生した音声に基づく音声信号」を音源位置決定装置３２及び音源定位装置３３に送信するようになっている。
【００８４】
同乗者ユニット４３は、コードにより同乗者用ヘッドホン４１及び同乗者用マイクロホン４２と接続されている。同乗者ユニット４３は、会話用無線通信装置３５との通信により得られる「運転者（ヘルメット１０の装着者）が発生した音声に基づく音声信号」に応答して同乗者用ヘッドホン４１を駆動し、同乗者用ヘッドホン４１から音声を発生させるようになっている。同乗者ユニット４３は、同乗者用マイクロホン４２からの音声信号を入力し、その音声信号を会話用無線通信装置３５に送信するようになっている。
【００８５】
以上の構成により、第２実施形態に係る音源位置決定装置３２は、警報装置２２のみならず、その他の音源２３及び会話用無線通信装置３５が出力する音源信号及び付随情報を表す信号を受信するようになっている。
【００８６】
更に、第２実施形態に係る音源位置決定装置３２は、音源位置パターンデータベース３２ａを備えている。音源位置パターンデータベース３２ａには、音源信号の種類及び音源信号の種類の変化の少なくとも一方に対応する仮想音源位置パターンが予め記憶されている。音源位置決定装置３２は、実際に入力される各音源からの音源信号の種類及び同音源信号の種類の変化と音源位置パターンデータベース３２ａ内に記憶されている関係とに基づいて、実現すべき仮想音源位置のパターンを決定し、そのパターンを表す情報を前述した音源位置情報として出力するようになっている。
【００８７】
加えて、第２実施形態に係る音源定位装置３３は、音源位置情報に基づいて音源信号毎に音源を定位させるようになっている。また、第２実施形態に係る振動パターン決定装置３４は、音源の種類の変化（新たな音源信号の追加）があったときにのみバイブレータ１３の少なくとも一つを選択し、その音源信号の種類の変化があった時点から所定時間だけ同選択したバイブレータを振動させるようになっている。
【００８８】
次に、上記のように構成された第２実施形態に係る方向情報報知装置の作動について一例を用いて説明する。
【００８９】
例えば、図１２の（Ａ）に示したように、運転者がその他の音源２３に含まれる音楽プレーヤの発生する音源信号のみに基づいて音楽を再生し、その音楽を聴いていたとする。この場合、音源位置決定装置３２は、再生される音楽が運転者の頭部（運転者用ヘルメット１０）全体に広がり、通常の音楽聴取時のような自然な感じで音楽が聞こえるように音楽プレーヤからの音源信号の音像に対する仮想音源位置を決定する。そして、音源定位装置３３は、その仮想音源位置に音楽プレーヤからの音源信号に基づく音像を定位させる。この結果、運転者は、あたかも４つのスピーカ（前方左スピーカ、前方右スピーカ、後方左スピーカ及び後方右スピーカ）で囲まれた範囲内の適切な位置にて音楽を楽しんでいるかのように、音楽を聴くことができる。
【００９０】
かかる状態において、同乗者が同乗者用マイクロホン４２及び同乗者ユニット４３を使用して会話を開始した（発言を行った）と仮定する。即ち、タンデム会話が同乗者の発言により開始されたと仮定する。一般に、運転者は、音楽を聴いているときには音楽に注意が集中しているので、同乗者からの不意な発言を聞き逃す可能性が高い。
【００９１】
そこで、音源位置決定装置３２は、図１２の（Ｂ）に示したように、音源位置パターンデータベース３２ａを参照することにより、同乗者の音声が運転者の直近で発せられたかのように音源である会話用無線通信装置３５（音源としての同乗者）からの音源信号に基づく音像の位置（仮想音源位置）を決定する。
【００９２】
同時に、音源位置決定装置３２は、音楽プレーヤからの音源信号に基づく音楽が運転者用ヘルメット１０の下方から聞こえるように音楽プレーヤからの音源信号に基づく音像の位置（仮想音源位置）を決定する。これにより、運転者には急に音楽が下方から聞こえ出し、且つ、同乗者の発言が耳元で聞こえるから、運転者が同乗者の最初の会話を聞き逃す可能性が低減する。
【００９３】
更に、振動パターン決定装置３４は、このように新たな音源信号（この場合、会話用無線通信装置３５からの同乗者の音声信号）が加わったとき、音源位置情報に基づいて、新たに加わった音源信号の仮想音源位置（定位位置）の方向に対応したバイブレータ１３の少なくとも一つを選択する。この場合、新たに加わった音源信号である同乗者の音声信号の定位位置は左及び右方向である。従って、振動パターン決定装置３４は、バイブレータ１３ｃ及び１３ｇを選択し、それらを所定時間だけ振動させる。
【００９４】
その後、同乗者との会話が継続すると、音楽プレーヤと会話用無線通信装置３５（同乗者）からの音源信号が継続する。即ち、音源の種類は変化しない。しかしながら、この場合、図１２の（Ａ）に示した音楽だけを再生している場合とは音源信号の種類（音源信号の種類の組合せ）が相違している。
【００９５】
そこで、音源位置決定装置３２は、図１２の（Ｃ）に示したように、音楽プレーヤからの音源信号に基づく音楽が運転者用ヘルメット１０の下方から聞こえるように音楽プレーヤからの音源信号に基づく音像の位置（仮想音源位置）を決定するとともに、同乗者の音声が運転者の直近ではなく運転者用ヘルメット１０の上部全体にて聞こえるように会話用無線通信装置３５からの音源信号に基づく音像の位置（仮想音源位置）を決定する。
【００９６】
このような状態が継続しているとき、その他の音源２３のナビゲーション装置が、運転者が進むべき道路が右前方であることを音声により報知するための音源信号を発生したと仮定する。この場合、音源位置決定装置３２は、音源位置パターンデータベース３２ａを参照することにより、音楽プレーヤからの音源信号に基づく音楽を聞こえないようにし、会話用無線通信装置３５からの音源信号に基づく同乗者の音声が運転者の直近で聞こえるようにし、且つ、その他の音源２３からの音源信号に基づく経路案内音声が運転者用ヘルメット１０の右前方から聞こえるように、各音源信号に基づく音像の位置（仮想音源位置）を決定する。これにより、運転者は、進行すべき方向が右前方向であることを確実に知ることができるとともに、同乗者との会話を継続することができる。
【００９７】
同時に、振動パターン決定装置３４は、新たな音源信号（この場合、その他の音源２３からの経路案内音声の信号）が加わったとき、音源位置情報に基づいて、新たに加わった音源信号の仮想音源位置の方向に対応したバイブレータ１３の少なくとも一つを選択する。この場合、新たに加わった音源信号である経路案内音声の信号の仮想音源位置（定位位置）は右前方向である。従って、振動パターン決定装置３４は、バイブレータ１３ｂを選択し、バイブレータ１３ｂを所定時間だけ振動させる。以上が、一例を用いて説明した第２実施形態に係る方向情報報知装置の作動の概要である。
【００９８】
次に、第２実施形態に係る方向情報報知装置の実際の作動について簡単に説明する。上述した音源位置決定装置３２及び振動パターン決定装置３４の機能は実際にはマイクロコンピュータのＣＰＵが図１３及び図１４にフローチャートにより示した処理を一定時間の経過毎にそれぞれ行うことにより達成される。また、音源定位装置３３の機能は、ＤＳＰが図１０と同様な処理を行うことにより達成されるので、説明を省略する。
【００９９】
ＣＰＵは、図１３の処理をステップ４００から開始すると、ステップ４０５にて図８のステップ１１０と同様に運転者用ヘルメット１０の向きを決定する。次いで、ＣＰＵはステップ４１０にて音源の状況に変化があったか否か、即ち、その時点までの音源からの音源信号に加えて、別の音源からの音源信号が新たに発生したか否かを判定する。
【０１００】
このとき、別の音源からの音源信号が新たに発生していれば、ＣＰＵはステップ４１５に進み、現在の状況に応じた音源位置パターンを音源位置パターンデータベース３２ａから読み出す。その後、ＣＰＵはステップ４２０に進み、各音源信号の仮想音源位置を、ステップ４１５にて読み出した音源位置パターンとステップ４０５にて決定した運転者用ヘルメット１０の向きに基づいて補正することにより、最終的な各音源の仮想音源位置を決定する。次いで、ＣＰＵはステップ４２５に進み、ステップ４２０にて決定した各音源信号の仮想音源位置を音源定位装置（ＤＳＰ）３３に音源位置情報として出力し、ステップ４９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１０１】
一方、音源の状況が変化していなければ、ＣＰＵはステップ４１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ４３０に進み、「音源の状況が最後に変化してから所定時間が経過したか否か」を判定する。音源の状況が最後に変化してから所定時間が経過していなければ、ＣＰＵはステップ４２０以降に直接進む。また、音源の状況が最後に変化してから所定時間が経過していると、ＣＰＵはステップ４３０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ４３５に進み、現在の状況（特定の種類の音源信号が所定時間以上継続している状況）に応じた音源位置パターンを音源位置パターンデータベース３２ａから読み出し、その後、ステップ４２０以降に直接進む。以上のようにして、ＣＰＵは音源位置情報を決定する。
【０１０２】
更に、ＣＰＵは図１４に示した処理を一定時間の経過毎に繰り返し行うことにより、バイブレータ選択信号を出力する。即ち、ＣＰＵは、ステップ５００に続くステップ５１０にて新たな音源信号が発生した直後であるか否かを音源位置情報に基づいて判定する。そして、新たな音源信号が発生した直後であれば、ＣＰＵはステップ５２０に進み、音源位置情報に基づいて、新たな音源信号の仮想音源位置（定位位置）に対応するバイブレータを振動させるべきバイブレータとして決定する。即ち、ＣＰＵはバイブレータ選択信号を生成する。そして、ＣＰＵはステップ５３０に進み、そのバイブレータ選択信号を所定時間だけ出力し、ステップ５９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１０３】
一方、新たな音源信号が発生した直後でなければ、ＣＰＵはステップ５１０の判定において「Ｎｏ」と判定し、直接ステップ５９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１０４】
以上、説明したように、第２実施形態に係る音源位置決定装置３２は、音源信号の種類及び音源信号の種類の変化の少なくとも一方に応じて各仮想音源位置を決定する。音源位置決定装置３２は、実際には音源位置パターンデータベース３２ａ内に、前記音源信号の種類及び同音源信号の種類の変化の少なくとも一方に対応する仮想音源位置パターンを予め記憶している。そして、音源位置決定装置３２は、実際に入力される各音源からの音源信号の種類及び同音源信号の種類の変化と音源位置パターンデータベース３２ａ内に記憶されている関係とに基づいて、実現すべき仮想音源位置のパターンを決定する。
【０１０５】
そして、決定されたそれぞれの仮想音源位置に、それぞれの仮想音源位置に対応する音源信号に基づく音像が定位せしめられる。従って、受聴者であるヘルメット装着者は、現時点でどの音源が音を発生させているのか、或いは、現時点においてどの音が重要であるのか等を容易に認識することができる。また、ヘルメット装着者は、複数の音源から発生される複数の音源信号に基づく音の中から、現時点で必要な音を直感的に選択して聴くことができる。
【０１０６】
また、第２実施形態の方向情報報知装置の振動パターン決定装置３４は、新たな音源信号が加わったとき、複数のバイブレータ１３の中から新たに加わった音源信号の定位された音像の方向に相当するバイブレータを選択し、そのバイブレータを所定時間だけ振動せしめる。従って、複数の音源が存在する場合にも、方向に関する情報が定位された音像のみでなく機械的な振動によっても報知されるから、ヘルメット装着者（運転者）は重要な音源信号の方向に関する情報を確実に取得することができる。
【０１０７】
なお、本発明は上記各実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、振動パターン決定装置３４は、複数のバイブレータ１３が配設されている面に音像定位位置を投影した位置を求め、その位置とヘルメットの中心Ｐとを結んだ線分に最も近いバイブレータと、次に近いバイブレータを「振動させるべきバイブレータ」として決定してもよい。
【０１０８】
更に、このように、二つのバイブレータを「振動させるべきバイブレータ」として決定する場合、定位方向線分に近い方のバイブレータの振動数及び／又は振動の振幅を定位方向線分から遠い方のバイブレータよりも大きくしてもよい。更に、定位方向線分の長さ（定位された音源とヘルメット１０との仮想的な距離）が短いほど、バイブレータの振動数及び／又は振動の振幅を大きくしてもよい。
【０１０９】
また、上記各実施形態において、バイブレータ１３が刺激付与手段として採用されていたが、例えば、刺激付与手段としてエアーインジェクションを採用し、それによりヘルメット装着者の頭部に向けて局所的に高圧の空気を噴射してよい。
【０１１０】
更に、上記各実施形態においては、複数のバイブレータ１３はヘルメット１０の内側であって略同一平面上に配置されていたが、異なる２以上の平面上に配置されてもよく、或いは、互いに所定の間隔を有しながら頭部全体をカバーするようにヘルメット１０の内側に設けられてもよい。
【０１１１】
加えて、同乗者用ヘルメット４０にも、運転者用ヘルメット１０と同様に、バイブレータを複数備えさせ、運転者用ヘルメット１０と同じ方向のバイブレータを振動させることにより、認識させるべき方向を同乗者に報知するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】本発明の第１及び第２実施形態に係る方向情報報知装置の概略構成図である。
【図２】図１に示した運転者用ヘルメットの斜視図である。
【図３】図１に示した運転者用ヘルメットの平面図である。
【図４】図１に示した方向情報報知装置の回路ブロック図である。
【図５】図２に示した音源定位装置の回路ブロック図である。
【図６】図１に示した方向情報報知装置による音像定位方法を説明するための図である。
【図７】（Ａ）乃至（Ｃ）は、図１に示した方向情報報知装置による音像定位方法を説明するための図である。
【図８】図２に示した音源位置決定装置が行う処理手順を示したフローチャートである。
【図９】運転者用ヘルメットの向きと警報音の向きとの関係を説明するための図である。
【図１０】図２に示した音源定位装置が行う処理手順を示したフローチャートである。
【図１１】図２に示した振動パターン決定装置が行う処理手順を示したフローチャートである。
【図１２】本発明の第２実施形態に係る方向情報報知装置による音源定位パターンの一例を示した図である。
【図１３】本発明の第２実施形態に係る方向情報報知装置の音源位置決定装置が行う処理手順を示したフローチャートである。
【図１４】本発明の第２実施形態に係る方向情報報知装置の振動パターン決定装置が行う処理手順を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【０１１３】
１０…運転者用ヘルメット、１１…運転者用ヘッドホン、１１Ｒ…右スピーカ、１１Ｌ…左スピーカ、１２…運転者用マイクロホン、１３，１３ａ〜１３ｈ…バイブレータ、１４…運転者用ヘルメット向き検出用地磁気センサ、１５…運転者ユニット、２１…車体向き検出用検出用地磁気センサ、２２…警報装置、２３…その他の音源、３０…車載ユニット、３１…通信装置、３２…音源位置決定装置、３２ａ…音源位置パターンデータベース、３３…音源定位装置、３３ａ…タップ位置決定回路、３３ｂ…ゲイン決定回路、３３ｃ…Ａ／Ｄコンバータ、３３ｄ…ディレイライン、３３ｅ…バンドパスフィルタ、３３ｆ…ゲイン乗算器、３３ｇ…ゲイン乗算器、３３ｈ…加算器、３３ｉ…ＦＩＲフィルタ、３３ｉＬ…左耳用ＦＩＲフィルタ、３３ｉＲ…右耳用ＦＩＲフィルタ、３３ｊ…加算器、３３ｊＲ…右耳用加算器、３３ｊＬ…左耳用加算器、３３ｋ…Ｄ／Ａコンバータ、３４…振動パターン決定装置、３５…会話用無線通信装置、４０…同乗者用ヘルメット、４１…同乗者用ヘッドホン、４２…同乗者用マイクロホン、４３…同乗者ユニット、ＣＰ…正中面。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘルメット内の左右に設けられたスピーカと、前記スピーカから発生させる音の音像を所定の情報に基づいて所定の音像定位位置に定位させる音像定位手段と、を備え、音像の定位によってヘルメット装着者に少なくとも方向に関する情報を与える方向情報報知装置であって、
前記ヘルメットの複数箇所に配設されるとともにそれぞれが外部信号に応答して前記ヘルメット装着者の頭部に局所的な機械的刺激を付与する複数の刺激付与手段と、
前記所定の音像定位位置に対応する位置に配設された前記刺激付与手段の少なくとも一つに対し前記外部信号を付与する駆動手段と、
を備えた方向情報報知装置。
【請求項２】
請求項１に記載の方向情報報知装置において、
前記複数の刺激付与手段は、前記ヘルメットの前方側の方が同ヘルメットの後方側よりも互いに隣接する二つの刺激付与手段の間の距離が短くなるように配設されたことを特徴とする方向情報報知装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の方向情報報知装置において、
前記複数の刺激付与手段の少なくとも一つは、前記ヘルメットの内側であって同ヘルメットの装着者の正中面に対応する位置に配設されたことを特徴とする方向情報報知装置。
【請求項１】
ヘルメット内の左右に設けられたスピーカと、前記スピーカから発生させる音の音像を所定の情報に基づいて所定の音像定位位置に定位させる音像定位手段と、を備え、音像の定位によってヘルメット装着者に少なくとも方向に関する情報を与える方向情報報知装置であって、
前記ヘルメットの複数箇所に配設されるとともにそれぞれが外部信号に応答して前記ヘルメット装着者の頭部に局所的な機械的刺激を付与する複数の刺激付与手段と、
前記所定の音像定位位置に対応する位置に配設された前記刺激付与手段の少なくとも一つに対し前記外部信号を付与する駆動手段と、
を備えた方向情報報知装置。
【請求項２】
請求項１に記載の方向情報報知装置において、
前記複数の刺激付与手段は、前記ヘルメットの前方側の方が同ヘルメットの後方側よりも互いに隣接する二つの刺激付与手段の間の距離が短くなるように配設されたことを特徴とする方向情報報知装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の方向情報報知装置において、
前記複数の刺激付与手段の少なくとも一つは、前記ヘルメットの内側であって同ヘルメットの装着者の正中面に対応する位置に配設されたことを特徴とする方向情報報知装置。
【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】
【公開番号】特開２００７−３１８７５（Ｐ２００７−３１８７５Ａ）
【公開日】平成１９年２月８日（２００７．２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２１６３３５（Ｐ２００５−２１６３３５）
【出願日】平成１７年７月２６日（２００５．７．２６）
【出願人】（０００００４０７５）ヤマハ株式会社 (5,930)
【出願人】（００００１００７６）ヤマハ発動機株式会社 (3,045)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月８日（２００７．２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月２６日（２００５．７．２６）
【出願人】（０００００４０７５）ヤマハ株式会社 (5,930)
【出願人】（００００１００７６）ヤマハ発動機株式会社 (3,045)
【Ｆターム（参考）】
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