(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のノイズキャンセリングヘッドレストであって、
本体と、
ヘッドレストの左右の側部にそれぞれ設けられて前記本体に対してスライド可能な左右のサイドウイングと、
可聴ノイズ信号を検出するとともに複数の第１の電気信号を出力するように構成されている複数のマイクであって、前記本体の前部に設けられた第１のマイクと、前記本体の後部に設けられた第２のマイクと、前記サイドウイングの各々に設けられた第３のマイクとを含む複数のマイクと、
複数の第２の電気信号を受信するとともに音響信号を出力するように構成されている複数のスピーカと、
前記複数の第１の電気信号を受信するとともに前記複数の第２の電気信号を出力するように構成されているノイズキャンセリング回路部と
を備えるノイズキャンセリングヘッドレスト。
【請求項２】
前記ヘッドレストの外側層を通して設けられる複数の第１の穴であって、前記音響信号は、前記複数のスピーカから、前記ヘッドレストの該複数の第１の穴を通じて前記ヘッドレストの外部に送られる、複数の第１の穴を更に備える請求項１に記載のノイズキャンセリングヘッドレスト。
【請求項３】
前記ヘッドレストの前記複数の第１の穴は、前記ヘッドレストのカバー及びクッション材料にあるオリフィスである、請求項２に記載のノイズキャンセリングヘッドレスト。
【請求項４】
前記ノイズキャンセリング回路部は、前記複数の第１の電気信号を増幅及び反転させて前記複数の第２の電気信号を得るように構成されており、
前記ノイズキャンセリング回路部は、反転増幅器を含むアナログ回路である、請求項１に記載のノイズキャンセリングヘッドレスト。
【請求項５】
前記ノイズキャンセリング回路部は、デジタル信号プロセッサ、アナログ−デジタル変換器及びデジタル−アナログ変換器を含む、請求項１に記載のノイズキャンセリングヘッドレスト。
【請求項６】
前記複数のスピーカのそれぞれは、制振材を用いて前記ヘッドレストの内部構造に固定される、請求項１に記載のノイズキャンセリングヘッドレスト。
【請求項７】
前記サイドウイングは後退位置又は前方位置において離脱可能に固定される、請求項１に記載のノイズキャンセリングヘッドレスト。
【請求項８】
前記複数のスピーカは、前記サイドウイングの内部構造に固定されるスピーカを含み、前記第３のマイクは、前記サイドウイングの前記内部構造に固定される、請求項７に記載のノイズキャンセリングヘッドレスト。
【請求項９】
電源であって、該電源を前記ノイズキャンセリング回路部に接続及び切断するスイッチを有する、電源を更に備え、
前記電源は、前記サイドウイングが前記後退位置にあるときには前記ノイズキャンセリング回路部から切断され、
前記電源は、前記サイドウイングが前記前方位置にあるときには前記ノイズキャンセリング回路部に接続される、請求項８に記載のノイズキャンセリングヘッドレスト。
【請求項１０】
複数の第２の穴であって、前記サイドウイングの外側層を通して設けられ、前記サイドウイング内の前記複数のスピーカからの前記音響信号は、該複数の第２の穴を通じて前記サイドウイングの外部に送られる、複数の第２の穴を更に備える、請求項９に記載のノイズキャンセリングヘッドレスト。
【請求項１１】
前記サイドウイングの前記複数の第２の穴は、前記サイドウイングのカバー及びクッション材料にあるオリフィスである、請求項１０に記載のノイズキャンセリングヘッドレスト。
【請求項１２】
前記サイドウイングを前記前方位置又は前記後退位置に離脱可能に固定するロック機構であって、該ロック機構が係合すると、前記サイドウイングがスライドすることを防止し、該ロック機構が離脱すると、前記サイドウイングが前記ヘッドレストの前記本体に対してスライドすることを可能にする、ロック機構を更に備える、請求項７に記載のノイズキャンセリングヘッドレスト。
【請求項１３】
前記サイドウイングの前記内部構造に固定される前記スピーカは、前記サイドウイングが前記前方位置にあるときに、前記サイドウイングの外部と直接面する、請求項８に記載のノイズキャンセリングヘッドレスト。
【請求項１４】
前記第１のマイクは、前記第１の複数の穴のうちの対応する穴に隣接して配置されている、請求項３に記載のノイズキャンセリングヘッドレスト。
【請求項１５】
前記ノイズキャンセリング回路部は複数の演算増幅器を有し、各演算増幅器は、前記複数のスピーカのそれぞれにおいて対応する入力を駆動するように構成されている、請求項４に記載のノイズキャンセリングヘッドレスト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ヘッドレストにおけるノイズキャンセリングに関し、より詳細には、車両内のヘッドレストの内部スペース内に設けられるノイズキャンセリングヘッドレストに関する。
【背景技術】
【０００２】
幾つかの状況では、ノイズがスペースに入ることを防止することによって（すなわち受動的なノイズキャンセリング）、又は、スペース内に存在するノイズを能動的に消去することによって（すなわち能動的なノイズキャンセリング）スペース内のノイズのレベルを下げることが望ましい場合がある。
【０００３】
受動的な（例えば防音壁を設けること又は消音材を用いることによる）ノイズキャンセリングは、効果的かつ安価であり得るが、多くの場合に、受動的なノイズキャンセリングは、所与のスペースの美観、機能性及び安全性に対して大きな支障となり、受動的な解決策を実現不可能又は望ましくないものにする。さらに、消音材及び防音壁は嵩張る可能性があり、特定の可聴周波数において効果的ではない可能性がある。
【０００４】
能動的なノイズキャンセリングは、受動的なノイズキャンセリングとは対照的に、スペース内を占める、嵩張るか又は美観を損なう邪魔な物を必ずしも必要としない。能動的なノイズキャンセリングは、不快なノイズに対して等しい対抗する振幅を有する消音波を能動的に生成し、それによって、消音波及びノイズ波の重ね合わせの和が、スペースにわたってゼロになるか又はおよそゼロになる（すなわち、消音波はノイズを消去するように能動的に構成される）。実際には、マイクが通常、ノイズ信号を検出する。マイクの信号は次に、スピーカに送られる前に処理され（例えば、マイクの信号を増幅、反転、スペクトルフィルタリング及び遅延させることができる）、消去音響波を生成する。複数のスピーカ及びマイクを有するマルチチャネルシステムでは、フェーズドアレイの原則を用いて、それぞれのスピーカに送る処理回路部の値を調整することによって、スピーカから所定の距離の特定のスペースにわたるノイズキャンセリングを標的にすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００５／０２３８１７９号明細書
【特許文献２】米国特許第５５５９８９３号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００２／００７６０５９号明細書
【特許文献４】国際公開第２０１２／１５３２９４号
【特許文献５】欧州特許第０５３３６８０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
車両のヘッドレストに関して、従来の能動的なノイズキャンセリング設備における多くの望ましくない特徴の例としては、嵩張ったり美的に魅力的ではない形状（例えば、多くの電力供給を必要とする複数の電力集約的な電子機器を使用することに起因する）、快適さを欠くこと（例えば、スピーカの振動がヘッドレストの骨組みを介して頭に伝わることに起因するか、若しくは、頭が接触する可能性が高いところに配置される快適ではない材料を必要とするヘッドレストに起因する）、並びに、ヘッドレストがユーザの耳への視線のアクセスを必要とし、実用的適用性を制限することが挙げられる。
【０００７】
したがって、快適で美的に魅力的な配置の低電力電子機器を使用する、小型で堅牢な、能動的なノイズキャンセリングヘッドレストが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
車両のノイズキャンセリングヘッドレストは、本体と、ヘッドレストの左右の側部にそれぞれ設けられて本体に対してスライド可能な左右のサイドウイングと、可聴ノイズ信号を検出するとともに複数の第１の電気信号を出力するように構成されている複数のマイクであって、本体の前部に設けられた第１のマイクと、本体の後部に設けられた第２のマイクと、サイドウイングの各々に設けられた第３のマイクとを含む複数のマイクと、複数の第２の電気信号を受信するとともに音響信号を出力するように構成されている複数のスピーカと、複数の第１の電気信号を受信するとともに複数の第２の電気信号を出力するように構成されているノイズキャンセリング回路部とを備える。
【０００９】
添付の図面と関連して考慮されるときに、以下の詳細な説明を参照することによって本開示がより完全に理解される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】サイドウイングの表面と面一なサイドウイングスピーカを有するヘッドレストの内部スペース内の能動的なノイズキャンセリング装置を有するヘッドレストの一実施態様の断面図である。
【図１Ｂ】サイドウイング内に奥まったサイドウイングスピーカを有するヘッドレストの内部スペース内の能動的なノイズキャンセリング装置を有するヘッドレストの一実施態様の断面図である。
【図２】ヘッドレストのカバー材料及びカバー材料を通る穴の構造の一実施態様の断面図である。
【図３Ａ】ヘッドレストのサイドウイングが前方位置にあり、サイドウイングスピーカがサイドウイングの表面と面一である状態の、能動的なノイズキャンセリング装置を有するヘッドレストの一実施態様の正面図である。
【図３Ｂ】ヘッドレストのサイドウイングが前方位置にあり、サイドウイングスピーカがサイドウイング内に奥まった状態の、能動的なノイズキャンセリング装置を有するヘッドレストの一実施態様の正面図である。
【図４】２つのスピーカを並んで有する能動的なノイズキャンセリングヘッドレストの別の実施態様の断面図である。
【図５】ヘッドレストのサイドウイングが前方位置にある、能動的なノイズキャンセリング装置を有するヘッドレストの一実施態様、及び、能動的なノイズキャンセリングヘッドレストの異なる実施態様のノイズキャンセリング領域の位置の上面図である。
【図６】能動的なノイズキャンセリング装置の一実施態様の信号フロー図である。
【図７】能動的なノイズキャンセリング装置のアナログ回路の実施態様の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
幾つかの図を通して同様の参照符号が同一であるか又は対応する部分を示す図面を参照する。さらに、本明細書において用いられる場合、「１つ」等の用語は概して、別途記載されない限り「１つ又は複数」の意味を有する。
【００１２】
図１Ａは、ノイズキャンセリング装置を有するヘッドレストの上面から見た断面を示している。図１Ａは、車両のヘッドレスト１００の内部構造を示しており、ここで、ノイズキャンセリング装置は車両のヘッドレスト１００の内部スペースに一体化されている。音響信号が、複数の正面のオリフィス１０４を通って移動し、内部構造１６０内に取り付けられる複数の正面のマイク１０６に達する。一体化したヘッドレスト及びノイズキャンセリング装置１００の１つの代替的な実施態様では、正面のマイク１０６は、ヘッドレスト１００の外面に配置される。この代替的な実施態様とは対照的に、図１Ａに示されているようにヘッドレスト内に正面のマイク１０６を配置することによって、快適さ及び美観が改善される。「外面」とは、ユーザに接触することができる任意の面として規定される。図１Ａに示されている実施態様では、各正面のオリフィス１０４は、付随及び隣接する正面のマイク１０６を有する。代替的な実施態様では、正面のオリフィス１０４の全てではなく幾つかにのみ隣接する正面のマイク１０６が付随する。別の実施態様では、正面のマイク１０６はオリフィス１０４に配置されない。１つの実施態様では、正面のマイク１０６の数は、少なくとも１つの正面のマイク１０６があるとすると、４つ未満である。別の実施態様では、正面のマイク１０６の数は４つよりも多い。
【００１３】
正面のマイク１０６に加えて、音響信号を、サイドウイング１２０及び１２２のマイク１０８、１１０、１１６及び１１８、並びに、構造部１３０のマイク１１２及び１１４によっても検出することができ、構造部１３０はヘッドレスト１００の本体１０２の後側にある。ノイズの音響信号がユーザ及び車両のヘッドレスト１００の周りの環境全体を最も良く包囲し、ユーザを近接して囲むスペースにおける音響ノイズをより良く消去するために音響信号に関する方向情報を提供するように、ユーザ付近、ユーザの横、及びユーザの後ろへのマイクの戦略的な位置決めが好ましい。
【００１４】
サイドウイング１２０及び１２２は、前後に並進移動し、前方位置にあるときにユーザのためのプライベートで快適なスペースを形成する。サイドウイングが前方位置に並進移動すると、ロック機構１３２が通路１３４を出て通路１３６に入る。１つの実施態様では、ロック機構１３２は、通路１３６内にあるときに、スイッチ１３８に接触し、電力をノイズキャンセリング装置に供給することを可能にする。この実施態様では、サイドウイング１２０及び１２２が前方位置にあるときにのみノイズキャンセリング装置は能動的であり、ユーザのためのプライベートな環境を形成する。
【００１５】
以下、特定の構造が異なる図１Ａ、図１Ｂ、図３Ａ及び図３Ｂに示されているようなサイドウイング１２０及び１２２を説明する。２つのタイプのサイドウイングが図１Ａ及び図１Ｂに示されている。当業者は、サイドウイング内のスピーカ及びマイクの位置を変更することができることを認識するであろう。サイドウイング１２０及び１２２は、サイドウイング１２０及び１２２の外側面に隣接して設けられるスピーカ１４２を含む。サイドウイング１２０及び１２２は、車両のヘッドレスト１００及びノイズキャンセリング装置のサイドウイング１２０及び１２２並びに本体１０２によって形成されるプライベートな環境を可能にする。
【００１６】
図１Ａのサイドウイング１２０及び１２２は、ユーザのための快適な休息場所を必要とせず、プライベートなスペースのみを必要とする用途に選択することができる。１つの実施態様では、スピーカ１４２は、スピーカ１４２によってサイドウイング及びヘッドレスト１００の本体１０２を通じて伝達される振動を減衰するために、スピーカ１４２との間に制振材を含むサイドウイング構造に取り付けられる。１つの実施態様では、制振材はＳｏｒｂｏｔｈａｎｅ（登録商標）である。別の実施態様では、制振材は薄く可撓性の薄膜である。当業者は、ヘッドレスト、スピーカ、マイク及びサイドウイングの特徴並びに関係が図１Ａに示されている形状及び形式に限定されないことを認識するであろう。
【００１７】
ヘッドレスト内に一体化されるノイズキャンセリング装置の実施形態は、図１Ａに示されている本体１０２又はサイドウイング１２０及び１２２の形状、形式又は機能に限定されないが、スライドするサイドウイングを有することでプライベートな環境を形成するという利点を認識されたい。スライドするウイングは、車両の任意の周囲の柱又は部分と干渉しないため、有利である。
【００１８】
スピーカ１４２は、図１Ａに示されているように、ノイズ低減信号を、ユーザの頭の周りのスペースに直接送る。ノイズ低減信号は、音響信号に破壊的に干渉し、車両のヘッドレスト１００付近、特にユーザの頭付近のノイズを低減する。スピーカ１４２、１４６及び１４８を含むことによって、ユーザの頭の周りの大きな領域のノイズキャンセリングを提供し、静かで使用可能な作業環境又は休息環境を形成する。当業者は、スピーカを、ヘッドレストの内部スペース及びサイドウイング内の異なる位置に配置することができることを認識するであろう。また、当業者は、異なる数のスピーカを使用してノイズキャンセリング音響信号を提供することができることを認識するであろう。幾つかの実施態様では、より多くの位置にわたって広がるより多くのスピーカが、スピーカから離れた位置においてノイズをより効果的に消去することができる。
【００１９】
例えば、図１Ｂは、スピーカ１４４がサイドウイング１２０及び１２２内に位置決めされる、ノイズキャンセリングヘッドレストの一実施態様を示している。これは、スピーカ１４２がサイドウイング１２０及び１２２の表面とそれぞれ面一である、図１Ａに示されている実施態様とは対照的である。図１Ｂでは、音は、スピーカ１４４から側面のオリフィス１５０を通してユーザのスペース内に伝達される。さらに、クッション１４０が、ユーザが自身の頭を載せるための快適な表面を提供する。サイドウイング１２０及び１２２は、プライベートな環境、並びに、快適な休息スペースを、車両のヘッドレスト１００のサイドウイング１２０及び１２２並びにノイズキャンセリング装置によって形成することを可能にする。
【００２０】
１つの実施態様では、スピーカ１４４は、スピーカ１４４によってサイドウイング及びヘッドレスト１００の本体１０２を通じて伝達される振動を減衰するために、スピーカ１４４との間に制振材を含むサイドウイング構造に取り付けられる。１つの実施態様では、制振材はＳｏｒｂｏｔｈａｎｅ（登録商標）である。別の実施態様では、制振材は薄く可撓性の薄膜である。当業者は、ヘッドレスト、スピーカ、マイク及びサイドウイングの特徴並びに関係が図１Ｂに示されている形状及び形式に限定されないことを認識するであろう。
【００２１】
１つの実施態様では、スピーカ１４６及び１４８は、スピーカ１４６及び１４８によってヘッドレスト１００の本体１０２を通じて伝達される振動を減衰するために、スピーカ１４６及び１４８とヘッドレスト１００の本体１０２の構造との間の制振材を用いてヘッドレスト１００の本体１０２に取り付けられる。
【００２２】
スピーカ１４４は、図１Ｂに示されているように、ノイズ低減信号を、側面のオリフィス１５０を通じて、ユーザの頭の周りのスペースに送る。ノイズ低減信号は、音響信号に破壊的に干渉し、車両のヘッドレスト１００付近、特にユーザの頭付近のノイズを低減する。スピーカ１４２、１４６及び１４８を含むことによって、ユーザの頭の周りの大きな領域のノイズキャンセリングを提供し、静かで使用可能な作業環境又は休息環境を形成する。当業者は、スピーカを、ヘッドレストの内部スペース及びサイドウイング内の異なる位置に配置することができることを認識するであろう。また、当業者は、異なる数のスピーカを使用してノイズキャンセリング音響信号を提供することができることを認識するであろう。幾つかの実施態様では、より多くの位置にわたって広がるより多くのスピーカが、スピーカから離れた位置においてノイズをより効果的に消去することができる。
【００２３】
図２は、車両のヘッドレスト１００の、正面のマイク１０６及び正面のオリフィス１０４を収容する部分の側面断面図である。２列の正面のオリフィス１０４が設けられているが、当業者は、正面のオリフィス１０４の異なる実施態様が可能であり、この場合、正面のオリフィス１０４の列の数及びそれらの向きは、図２に示されているオリフィス１０４の配置に限定されないことを認識するであろう。例えば、正面のオリフィス１０４及び側面のオリフィス１５０は、正方形アレイパターン、ダイヤモンドアレイパターン、五角形パターン、六角形パターン又は別のパターンで配置することができる。オリフィスのサイズは、直径が数ミリメートル（例えば１０ミリメートル若しくは２０ミリメートル）であるものとすることができるか、又は、オリフィスは小さい直径（例えば１ミリメートル若しくは数分の１ミリメートル）であるものとすることができる。
【００２４】
図２では、各正面のオリフィス１０４には隣接する正面のマイク１０６が付随するため、正面のオリフィス１０４を通って移動する音が正面のマイク１０６に達することができる。正面のオリフィス１０４は、カバー材料２０２、クッション２０４及び２０６並びに内部構造２０８を通る。図２に示されている実施態様では、正面のマイク１０６は内部構造２０８内に取り付けられている。
【００２５】
図３Ａは、音響信号が、ユーザの頭が正面のオリフィス１０４の幾つかを遮っている可能性がある場合であっても、本体１０２の左側又は右側に入ることができ、複数の正面のオリフィス１０４に入ることができるように、４つの正面のオリフィス１０４の２つのグループ３０２及び３０４を有するノイズキャンセリング装置を有する、図１Ａの車両のヘッドレスト１００の正面図を示している。当業者は、オリフィス１０４の向きの他の配置を用いることができることを認識するであろう。
【００２６】
図３Ａのサイドウイング１２０及び１２２は、図１Ａに示されているサイドウイングの後退位置とは対照的に、前方位置で示されている。図３Ａは、サイドウイング１２０及び１２２におけるスピーカ１４２の配置を示している。この配置は、スピーカ１４２の音を発する端がサイドウイング１２０の表面と面一になるようにスピーカ１４２が取り付けられるようにする。当業者は、スピーカ１４２の端を、サイドウイング１２０の表面に対して隆起させるか又は凹ませることもできることを認識するであろう。
【００２７】
同様に、図３Ｂは、図１Ｂに対応する、サイドウイング１２０及び１２２内のスピーカ１４４の配置を示している。音は、側面のオリフィス１５０を通じてサイドウイング１２２の内部スペースと外部スペースとの間で伝達され、したがって、サイドウイング１２０及び１２２内のマイクがノイズ信号を得ることを可能にし、サイドウイング１２０及び１２２内のスピーカからのノイズ低減信号が外部スペースに送られることを可能にする。側面のオリフィス１５０は、図示の実施形態ではサイドウイング１２０及び１２２に２つのオリフィスからなる１つの列で配置されている。当業者は、側面のオリフィス１５０を他の形態で配置することができることを認識するであろう。
【００２８】
図４は、車両のヘッドレストのノイズキャンセリング装置の代替的な非限定的な実施形態を示している。この実施形態と図１Ａ、図１Ｂ、図２、図３Ａ及び図３Ｂに示されている実施形態との違いは、正面のオリフィス、マイク並びにスピーカ４０２及び４０４の選択される位置である。この実施形態の１つの実施態様では、サイドウイング４２０及び４２２が完全な前方位置にある必要なく、ユーザのための静かでプライベートな休息環境が形成される。１つの実施態様では、ノイズキャンセリング装置は、サイドウイングが後退位置にあるときでさえも常に能動的である。音響信号は、正面のオリフィス４０６を通って、内部構造４３０内に取り付けられているマイク４０８まで進む。音響信号は、サイドウイング４２０及び４２２のマイク４１０、４１２、４１６及び４１８、並びに、車両のヘッドレスト４００の後部の構造部４４０にあるマイク４４２及び４４４にも達することができる。信号は、アナログ回路又はデジタル信号プロセッサにおいて処理され、スピーカ４０２及び４０４に送信される。次に、ノイズ低減信号が正面のオリフィス４０６を通じて送信され、ユーザの耳を包囲するノイズキャンセリング領域を形成する。スピーカ４０２及び４０４には制振材４５０が取り付けられ、車両のヘッドレスト４００を通じて伝達される振動の量を低減する。制振材４５０の使用は、ユーザの快適さを維持するのに役立つ。
【００２９】
図５は、ユーザ５１０の耳５１２を包囲するノイズキャンセリング領域５３２、５３４及び５３６を示している。ユーザ５１０の頭のサイズは、９５パーセンタイルのサイズの米国人男性のサイズであるものと仮定される。スピーカが各サイドウイングに位置付けられ、２つの中央のスピーカがヘッドレストの構造の内部に位置付けられる図１Ａ及び図１Ｂに示されている構造に対応する１つの実施態様では、サイドスピーカに対応するノイズキャンセリング領域が線５３４及び５３６によってそれぞれ境界を定められている。同様に、中央のスピーカによって生み出されるノイズキャンセリング領域の境界は、線５３２によって与えられる。サイドウイング５２０及び５２２が前方の使用可能な位置にある場合、ユーザ５１０には、ノイズが低減したプライベートなエリアが提示される。消音領域は、それぞれのスピーカからのノイズキャンセリング信号の振幅、位相及び遅延を調整することによって、所与の体積に合わせることができる。例えば、１つの実施態様では、音が車両のヘッドレスト５００の前面及び側面からユーザ５１０の耳５１２まで進むのにかかる時間よりも大きいノイズキャンセリング信号の遅延は、ノイズキャンセリング領域５３２、５３４及び５３６が、ユーザ５１０の耳５１２を越えて延びることを可能にし、ユーザ５１０の周りのノイズ又は音の音響信号がより静かに感じられることを確実にする。
【００３０】
図６は、ノイズキャンセリング装置６００の信号フローを記載するチャートであり、この場合、マイク６１０によって変換されるノイズ信号は、線に沿って矢印６１２の方向に進む。この例ではシステムの両側が同一であるが、各側は異なる数のマイク６１０又はスピーカ６２０を有することができる。ここで、音が１つ又は複数のマイク６１０に達することができない状況であっても、スピーカ６２０に提示される左右の信号はともに強力である。ユーザ又はヘッドレスト付近のノイズ６１４は、マイク６１０によって感知され、電源６３２に接続されているデジタル／アナログ信号処理回路６３０まで進む。電源６３２は、バッテリの形態をとることができるか、又は代替的な実施態様では、電力供給は、車両によって供給される電力であるものとすることができる。当業者は、種々の電源を使用することができることを認識するであろう。
【００３１】
スイッチ６３４が通常は開いており、いかなる信号処理回路６３０にも給電することを可能にしない。スイッチ６３４は、車両のヘッドレストのサイドウイングが前方位置に移動し、ユーザのためのプライベートな環境を形成すると、閉位置に移動し、電源６３２からの電力を任意の信号処理回路６３０に供給する。代替的な実施態様では、ノイズキャンセリング装置が常に能動的であることが望ましい場合にはスイッチ６３４を省くことができる。
【００３２】
１つの実施態様では、信号処理回路６３０は、アナログ信号処理回路であるように選択される。アナログ信号処理回路６３０は、ノイズ信号を反転させ、ノイズ６１４と位相がずれたノイズ低減信号を形成する。アナログ信号処理回路６３０は信号を増幅させ、それによって、スピーカ６２０は、その環境におけるノイズ６１４の振幅と等しくなるように、振幅が十分に高い信号を生成することができる。アナログ信号処理回路６３０は、任意のユーザの耳付近のノイズ６１４が低減されるように、信号に対して適切な遅延を適用する。
【００３３】
１つの実施態様では、信号処理回路６３０は、アナログ信号処理回路ではなくデジタル信号プロセッサであるように選択される。デジタル信号プロセッサ６３０は、アナログ−デジタル変換器を含み、マイク６１０及びデジタル−アナログ変換器からの信号を受信してスピーカ６２０に信号を送信し、それとともに、デジタル信号プロセッサ６３０が信号を適切に反転、増幅及び遅延させるようにプログラミングされている。
【００３４】
図７は、ノイズキャンセリング装置の基本的な回路部の実施態様の回路の概略図を示しており、この場合、信号プロセッサ６３０はアナログ信号処理回路であるように選択される。幾つかの要素は、選択される特定の構成要素及びその電気定格に依存するため、示されておらず、当業者によって容易に理解するか又は見出すことができる。示されている回路の要素は、マイク７３５、抵抗器７３８、７３９及び７５１並びにコンデンサ７５２を含むアナログ信号処理回路７３６、一体的な接地７５０、デュアル入力汎用演算増幅器（オペアンプ）７４８、スピーカ７５３、電源７５４、及びスイッチ７５８である。
【００３５】
電源７５４は、限定はされないが一体化バッテリ又は車両バッテリ等の、回路に給電することができる任意のデバイスの形態をとる。マイク７３５における信号は、信号をアナログ信号処理回路７３６に導く線７７１及び７２２に入る。抵抗器Ｒ１  ７３９及びＲ２  ７３８の抵抗は、信号がフィードバックループ７３７によってスピーカ７５３に適切なレベルまで増幅されることを確実にするために試験に基いて選択される。
【００３６】
フィードバックループ７３７は、オペアンプ７４８の第１の（左側の）入力７４０、オペアンプ１４８の第１の（左側の）出力７４１、並びに、抵抗器Ｒ１  ７３９及びＲ２  ７３８を反転させることによって形成される。回路の第２の（右）側において、抵抗器Ｒ１及びＲ２とともに、オペアンプ７４８の第２の（右側の）反転入力７４５及び第２の（右側の）出力７４６によって、同様のフィードバックループが形成される。これらのフィードバックループは、オペアンプ７４８とともに、ノイズ信号に対する増幅及び反転機能を提供する。ボックス７４９内の回路の部分は、ノイズ信号に対する遅延を提供する。抵抗器Ｒ３  ７５１が、接地７５０及びオペアンプ７４８の第２の（右側の）非反転入力７４４に接続されている。コンデンサＣ７５２もオペアンプ７４８の第２の（右側の）非反転入力７４４に接続されている。コンデンサＣ７５２及び抵抗器Ｒ３  ７５１の特定のパラメータは、ノイズキャンセリング領域を９５パーセンタイルの男性の頭の耳を越えて拡張する必要な遅延を信号に提供するように選択される。
【００３７】
同様に、オペアンプ７４８の第１の（左側の）非反転入力７４２、同一のコンデンサＣ、同一の抵抗器Ｒ３及び電気的接地が、回路の左側に対する遅延を提供する。左側の信号は、オペアンプ７４８の第１の（左側の）出力７４１から線７７６に沿って移動し、線７７９及び７８０に沿って分かれ、信号を各スピーカ７５３の左側の入力に送信する。第２の（右）側における他の信号は、オペアンプ７４８の第２の（右側の）出力７４６から線７７５に沿って移動し、線７７７及び７７８に沿って分かれ、信号を各スピーカの左側の入力に送信する。
【００３８】
この設計によって、左側及び右側の双方のマイク７３５が信号を各スピーカに送信し、それによって、スピーカのうちの１つが出力を阻止されるか又は損傷している場合であってもノイズを適切に消去することができる。スピーカ及びマイクの数は、そのような回路が任意の数のマイクから入力を受け取って任意の数のスピーカに出力することができることを考慮するこの実施形態によっては限定されるべきではない。電源７５４は、−ポート７４３及び＋ポート７４７に接続することによって回路において適切に機能することができるように、オペアンプ７４８に電力を提供する。
【００３９】
図７に示されている１つの実施態様では、スイッチ７５８が閉じているときにのみノイズキャンセリング装置のオペアンプ７４８に電力が供給される。スイッチ７５８は通常は開いている。スイッチ７５８は、車両のヘッドレストのサイドウイングが前方位置にあるときに閉位置に移動する。スイッチ７５８は、ノイズキャンセリング装置が常に能動的であることが望ましい場合には必要ではない。能動的なスピーカが選択される場合には、電源７５４はマイク７３５及びスピーカ７５３にも電力を提供する。
【００４０】
電力消費を下げるためには、受動的なスピーカが推奨されるが、受動的なスピーカの使用には、抵抗器Ｒ１  ７３９及びＲ２  ７３８の値の適切な選択によって達成することができる、信号の更なる増幅が必要であることに留意されたい。当業者は、ノイズキャンセリング装置の信号処理回路６３０の複数の形態を使用することができ、信号処理回路６３０の形態の選択は、用途の要件、マイクからの利用可能な入力信号、振幅、及び、システム内の特定のスピーカに送信される遅延に依存することを認識するであろう。
【００４１】
図７に示されているような全てのアナログ処理回路６３０の利点は、デジタル信号プロセッサ、ミキサ、アナログ−デジタル変換器、デジタル−アナログ変換器、動的なノイズコントローラ等のような高電力消費電子機器を回避することができることである。信号処理回路６３０においてより少ない高電力消費電子機器を使用することによって、あまり嵩張らないパッケージングを必要とする、より小さく大規模ではない電源を使用することができる。
【００４２】
特定の実施態様を記載したが、これらの実施態様は、単に例として提示されており、本開示の教示を限定する意図はない。実際に、本明細書において記載される新規の方法、装置及びシステムを種々の他の形態で具現することができ、さらに、本明細書において記載される方法、装置及びシステムの形態の種々の省略、代替及び変更を、本開示の趣旨から逸脱することなく行うことができる。
【符号の説明】
【００４３】
１００，４００，５００…ヘッドレスト、１０６，１０８，１１０，１１２，１１６，４０８，４１０，４１２，４１６，４４２，６１０，７３５…マイク、１４２，１４４，１４６，４０２，６２０，７５３…スピーカ、１２０，１２２，４２０，５２０…サイドウイング、４５０…制振材、６００…ノイズキャンセリング装置、６３０…デジタル／アナログ信号処理回路。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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