(57)【要約】  騒音源から発せられる騒音を検知するマイクと、マイクからの情報に基づいてマイクにより検知された騒音を打ち消す制御音信号を生成させる騒音制御器と、騒音制御器からの制御音信号に基づいて制御音を出力するスピーカとを備え、マイクとスピーカとを座席毎に複数配設し、複数のマイクを座席毎に特定の方向に密度を高くして配置する。
2009078146.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの騒音源から発せられる騒音を検知する騒音検知部と、前記騒音検知部により検知された騒音を打ち消すための制御音信号を生成させる騒音制御部と、前記騒音制御部からの制御音信号に基づいて制御音を出力する制御音出力部とを備え、前記騒音検知部と前記制御音出力部とを座席毎に複数配設し、前記複数の騒音検知部を前記座席毎に特定の方向に密度を高くして配置することを特徴とする騒音低減装置。
【請求項２】
前記複数の騒音検知部を前記騒音の到来方向に密度を高くして配置することを特徴とする請求項１に記載の騒音低減装置。
【請求項３】
前記複数の騒音検知部を前記座席に到達する騒音レベルが最も高い騒音源と対向する方向に密度を高くして配置することを特徴とする請求項１に記載の騒音低減装置。
【請求項４】
前記複数の騒音検知部を騒音レベルが最も高い騒音源から発せられる音の主到達経路およびその近傍に密度を高くして配置することを特徴とする請求項１に記載の騒音低減装置。
【請求項５】
前記騒音検知部を前記座席の周囲部に複数配設することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の騒音低減装置。
【請求項６】
前記騒音検知部の設置方向および指向特性の少なくともいずれかを変更可能に構成することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の騒音低減装置。
【請求項７】
少なくとも一つの騒音源から発せられる騒音を検知する騒音検知部と、前記騒音検知部により検知された騒音を打ち消すための制御音信号を生成させる騒音制御部と、前記騒音制御部からの制御音信号に基づいて制御音を出力する制御音出力部と、前記騒音源から発せられる騒音と前記制御音出力部から出力される制御音とを重畳して検知する誤差音検知部とを備え、前記騒音検知部と前記制御音出力部とを座席毎に複数配設し、前記複数の騒音検知部を前記座席毎に特定の方向に密度を高くして配置することを特徴とする騒音低減装置。
【請求項８】
少なくとも一つの騒音源がエンジンであることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の騒音低減装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の騒音低減装置を利用空間内に配列された複数の座席にそれぞれ設置し、前記複数の座席に設置された騒音低減装置を接続する通信回線および前記通信回線により接続された騒音低減装置を管理するシステム管理装置を備えたことを特徴とする騒音低減システム。
【請求項１０】
前記騒音検知部の設置方向および指向特性の少なくともいずれかが前記座席毎に設定されることを特徴とする請求項９に記載の騒音低減システム。
【請求項１１】
前記利用空間が航空機または車両の客室であることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の騒音低減システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、座席における騒音低減装置および騒音低減システムに関するものであり、特に航空機や鉄道車両などの密閉構造体内において使用する騒音低減装置および騒音低減システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
騒音の大きい航空機や車両などにおいて、座席に着席した利用者に対して音声サービスなどの情報提供を行う場合、座席における騒音が課題となる。【０００３】
航空機や車両のように連続した壁によって境界を作られた内部空間を利用する場合は、利用場所が一種の密閉構造体になっており、利用場所の内外に騒音源があると、利用者にとって騒音環境が固定化されてしまう。このため、騒音の程度によっては、騒音が利用者に物理的、精神的な圧迫要因となり、利用場所の快適性が低下する。特に、航空機などの客室として利用客にサービスを提供する場合は、快適性が低下するとサービス業務の品質に重大な支障を与えることとなる。【０００４】
特に、航空機の場合は、プロペラやエンジンを中心とする航空機の推力を発生させるための機器の騒音や、飛行中の航空機先端や両翼による風切り音など、空気層を機体が移動することに伴って発生する空気流に係る音が主要な騒音源となるため、機内の騒音は乗客に不快感を与えるとともに、音声サービスなどの妨げとなるので、改善が強く望まれている。【０００５】
これに対して、密閉室内の騒音を低減する対策としては、従来、受動的減衰手段による方法が一般的であり、障壁材料や吸収材料など、音響的な吸収性を有する遮音材料を密閉構造体と発生源との間に配置する。障壁材料としては高密度の障壁材料などを使用し、吸収材料としては吸音シートなどを利用する。音響的な吸収性を有する材料は、一般的に高密度となり、高密度材料は重量の増加を伴う。重量が増加すると、飛行燃料が増加し、航続距離が低下する。したがって、航空機としての経済性および機能の低下をもたらす。また、構造材料として、傷つきやすいなどの強度面と質感などのデザイン面での機能の低下も無視できない。【０００６】
上記の受動的減衰手段による騒音対策の課題に対して、能動的減衰手段により騒音を低減する方法として、騒音の位相と反対の位相の音波を発生させる方法が、従来、一般的に実施されている。この方法により、発生源またはその付近で騒音レベルを低減し、騒音の低減を必要とする領域に伝搬するのを防止することができる。具体的適用の事例としては、騒音源から発生する音を検知するマイクとマイクから入力した電気信号を増幅して位相を反転させる制御器と、制御器から入力した電気信号を音に変換して発信するスピーカとを備えた音声消去装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。【０００７】
また、近年、航空機などにおいて、上記の能動的減衰手段により騒音を低減する方法をベースとして、客席における快適性向上の観点から騒音対策を行う方法が検討されている。例えば、座席毎に減音装置を配設し、座席に近くにスピーカとマイクと制御器を設置する方法や、座席に着席した利用者の近傍に複数のスピーカとマイクを配置することにより利用者に対する騒音の低減効果を向上させる方法（例えば、特許文献２〜３参照）が提案されている。【０００８】
しかしながら、上記の方法で効果的に騒音を低減するためには、マイクの設置数を多くする必要があり、設備費用が増加するほか騒音低減のための計算負荷が大きくなるなどの課題があった。
【特許文献１】特開平１−２７０４８９号公報
【特許文献２】特開平５−２８９６７６号公報
【特許文献３】特開平５−２８１９８０号公報
【発明の開示】
【０００９】
本発明の騒音低減装置は、少なくとも一つの騒音源から発せられる騒音を検知する騒音検知部と、騒音検知部により検知された騒音を打ち消すための制御信号を生成の位相を反転させる騒音制御部と、騒音制御部からの制御信号に基づいて制御音を出力する制御音出力部とを備え、騒音検知部と制御音出力部とを座席毎に複数配設し、複数の騒音検知部を座席毎に特定の方向に密度を高くして配置する。
【００１０】
このような構成により、特定の騒音源に対して重点とする方向を特定して、騒音検知部を特定した方向に対して密度高く配置することができる。これにより、騒音検知の効率の向上を実現し、高効率かつ高品質の騒音低減装置を提供することができる。
【００１１】
また本発明の騒音低減装置は、少なくとも一つの騒音源から発せられる騒音を検知する騒音検知部と、騒音検知部により検知された騒音を打ち消すための制御信号を生成させる騒音制御部と、騒音制御部からの制御信号に基づいて制御音を出力する制御音出力部と、騒音源から発せられる騒音と制御音出力部から出力される制御音とを重畳して検知する誤差音検知部とを備え、騒音検知部と制御音出力部とを座席毎に複数配設し、複数の騒音検知部を座席毎に特定の方向に密度を高くして配置することを特徴とする。
【００１２】
このような構成により、騒音源から発せられる騒音と制御音出力部から出力される騒音低減用の制御音とを合成した音を検知することが可能となる。したがって、制御音を付加することによる騒音低減の効果を検知し、制御音の最適化を行うことができる。これにより、騒音低減効果の向上を実現し、高品質な騒音低減装置を提供することができる。
【００１３】
また本発明の騒音低減システムは、上記の騒音低減装置を利用空間内に配列された複数の座席にそれぞれ設置し、複数の座席に設置された騒音低減装置を接続する通信回線および通信回線により接続された騒音低減装置を管理するシステム管理装置を備える。
【００１４】
このような構成により、利用空間内に配列された複数の座席に騒音低減装置を設置してシステム管理することが可能となる。したがって、利用空間内に配列された複数の座席において騒音の低減を実現する管理システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は本発明の実施の形態における騒音低減装置の設置環境を示す平面図である。
【図２】図２は実施の形態における騒音低減装置の設置環境の詳細を示す平面図である。
【図３Ａ】図３Ａは実施の形態における騒音低減装置の基本構成を示すブロック図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは実施の形態における騒音低減装置のスピーカから出力する制御音と騒音源から発せられる騒音とを重ね合わせる方法を示す図である。
【図４Ａ】図４Ａは実施の形態における騒音低減装置の設置事例を示す正面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは実施の形態における騒音低減装置の設置事例を示す平面図である。
【図５】図５は実施の形態における騒音低減装置の詳細な構成を示す平面図である。
【図６Ａ】図６Ａは実施の形態における騒音低減装置の詳細な構成を示す平面図であり、騒音が座席の前後方向から到達する場合の図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは実施の形態における騒音低減装置の詳細な構成を示す平面図であり、騒音が座席の左右方向から到達する場合の図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは実施の形態における騒音低減装置の詳細な構成を示す平面図であり、騒音が座席の斜め方向から到達する場合の図である。
【図７Ａ】図７Ａは実施の形態における騒音低減装置の応用例を示す正面図および側面図であり、ヘッドレストの形状を平板にした場合の図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは実施の形態における騒音低減装置の応用例を示す正面図および側面図であり、ヘッドレストの構造を略カプセル構造にした場合の図である。
【図８】図８は実施の形態における騒音低減装置を使用した騒音低減システムの基本構成を示す平面図である。
【図９】図９は実施の形態における騒音低減装置を使用した騒音低減システムの応用例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００１６】
１００    航空機
１００ａ    客室
１０１ａ，１０１ｂ    翼
１０２ａ，１０２ｂ    エンジン
１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ    座席列
１０４    システム管理装置
１０５，４０２，５０２，６０２，７０２    座席
３００，４００，８０２ａ〜８０２ｄ，９０２ａ〜９０２ｄ    騒音低減装置
３０１，４０１，５０１，７０１    利用者
３０１ｂ    耳
３１０，５１０ａ，５１０ｂ，８１０ａ，９１０ａ，ＮＳ１ａ，ＮＳ１ｂ，ＮＳ１ｃ，ＮＳ２ａ，ＮＳ２ｂ，ＮＳ２ｃ，ＮＳ２ｄ，ＮＳ２ｅ    騒音源
３１０Ｎ，３４０Ｎ，５１０Ｎ，８１０Ｎ，９１０Ｎ，ＳＡ，ＳＡ１，ＳＡ２，ＳＢ，ＳＢ１，ＳＢ２    騒音の主到達経路（経路）
３２０    騒音検出器（マイク）
３３０，４３０    騒音制御器
３３１，３３５    Ａ／Ｄ変換器
３３２    デジタルフィルタ
３３３    フィルタ更新部
３３４    Ｄ／Ａ変換器
３４０    制御音発生器（スピーカ）
３５０    誤差検出器（エラーマイク）
４０１ａ，５０１ａ，７０１ａ    頭部
４０２ａａ，４０２ａｂ    肘かけ
４０２ｂ，７０２ｂ    ヘッドレスト
４２０ａ，４２０ｂ，４５０ａ，４５０ｂ，５２０ａ１〜５２０ａ７，５２０ｂ１〜５２０ｂ３，８２０，９２０，９２０ａ１，９２０ｂ１    マイク
４４０ａ，４４０ｂ，７４０    スピーカ
ＭＡ，ＭＢ，ＭＡ１，ＭＡ２，ＭＢ１，ＭＢ２    マイク列
Ｎ１，Ｎ２    マイクの方向
α    拡がり角度
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図８を用いて説明する。【００１８】
（実施の形態）
本発明の実施の形態における騒音低減装置について、航空機に搭載した場合の事例を引用して以下に説明する。【００１９】
まず、騒音低減装置の設置を必要とする航空機における音環境について、図１および図２を用いて説明する。【００２０】
図１は、本発明の実施の形態における騒音低減装置の設置環境を示す平面図である。図１に示すように、航空機１００は、左右の翼にエンジン１０２ａ、１０２ｂを備えている。【００２１】
航空機の音環境の観点からみると、エンジンは回転音だけでなく、飛行中は空気流の反響などを伴うため、騒音源として重要な位置を占める。乗客サービスの観点からは、エンジン１０２ａ、１０２ｂが、例えば機内の客室Ａ（例えば、ファーストクラス）、客室Ｂ（例えば、ビジネスクラス）および客室Ｃ（例えば、エコノミークラス）に設置された座席列１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃに対して外部の騒音源ＮＳ１ａ、ＮＳ１ｂとして機体の各部に作用するほか、機体が空気層を高速で移動することに伴う機体の先端部や両翼における空気流との衝突音（風切り音）が騒音源ＮＳ１ｃとして機内の情報提供サービスなどに悪影響を与えている。【００２２】
図２は、同騒音低減装置の設置環境の詳細を示す平面図であり、図１における客室Ａおよび客室Ｂの一部における座席の配置を拡大して示している。客室１００ａは壁により客室Ａおよび客室Ｂに区分され、客室Ａおよび客室Ｂにはそれぞれ座席列が設けられている。また、各座席列には視聴設備などが設置され、イーサネット（登録商標）などの通信回線１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃを介して切り替え装置やデータ管理サーバなどを備えたシステム管理装置１０４に接続されている。一方、客室１００ａの音環境としては、エンジン１０２ａ、１０２ｂから発生する騒音源ＮＳ１ａ、ＮＳ１ｂおよび機体先端部における風切り音ＮＳ１ｃが外部の騒音源として存在するほか、エアコンなどによる騒音源ＮＳ２ａ〜ＮＳ２ｅが内部の騒音源として存在する。これを客室Ａに配列された一つの座席１０５における騒音として考えると、座席１０５では窓の外側の翼に取付けられたエンジン１０２ａ（図１）および気流音を発生原因とする騒音源ＮＳ１ａ〜ＮＳ１ｃおよびエアコンを発生原因とする騒音源ＮＳ２ａ〜ＮＳ２ｅから騒音の影響を受ける。【００２３】
このように多くの騒音源が機内外に分散して存在する場合、効果的に騒音を低減するためには、さまざまな方向からの到来音を検出するために、複数の騒音検知用のマイクを座席１０５の周囲に（座席を取り囲むように）配設する必要がある。また、騒音源が１つの場合でも、航空機内のように騒音源からの騒音が機体内壁や窓によって反射されるような環境では、さまざまな方向から到来する反射音を検出するために、やはり複数の騒音検知用のマイクを座席１０５の周囲に配設する必要がある。【００２４】
さらに、客室Ａにおいて、座席１０５では、騒音源ＮＳ１ａ〜ＮＳ１ｃおよび騒音源ＮＳ２ａ〜ＮＳ２ｅから到達する騒音のうち、左翼（図１）に搭載されたエンジンによる騒音源ＮＳ１ａからの騒音が最も強い場合を予想することができる。したがって、各座席における騒音の低減を効果的に実現するためには、各方向から発せられる騒音のうち、座席に着席した利用者にとって、最も大きく、座席の音環境に悪影響を与える騒音に対して重点的に対処する必要がある。【００２５】
特に、図１における客室Ａで示したファーストクラスなどでは、座席はシェル構造となっており、このシェルの内部には映画や音楽を楽しむためのテレビやラジオなどの視聴機器や、ビジネスマンのための机、ＰＣ接続電源等々が配設されており、ゆっくりとくつろいだり、ビジネスに集中したりできる環境を乗客に提供することが強く求められている。そのために、このシェル内部の消音に対する要望は特に大きいものがあり、シェルそのものに防音効果のある材質を使用しているものの、シェルの周囲やシェルを通過してくる騒音を効率よく低減することが重要となる。【００２６】
つぎに、本発明の実施の形態における騒音低減装置の基本構成について、図３Ａ、Ｂを用いて説明する。【００２７】
図３Ａは、本発明の実施の形態における騒音低減装置の基本構成を示すブロック図である。【００２８】
騒音低減装置３００は、騒音検出器３２０、騒音制御器３３０、制御音発生器３４０および誤差検出器３５０を備えている。以下、それぞれの構成および機能について説明する。【００２９】
騒音検出器３２０は、騒音源３１０から発せられる騒音を検知する騒音検知部として備えられ、騒音情報を検出し、電気信号に変換して出力する機能を有するマイクロホン（以下、マイクと略記する）である。【００３０】
騒音制御部としての騒音制御器３３０は、Ａ／Ｄ変換器３３１、３３５、デジタルフィルタ３３２、フィルタ更新部３３３、Ｄ／Ａ変換器３３４を備えており、騒音検知部であるマイク３２０からの騒音情報および誤差検出器３５０の誤差情報に基づいて、検出誤差が最小となるように制御音信号を生成し制御音発生器３４０の制御を行う。【００３１】
Ａ／Ｄ変換器３３１はマイク３２０からの騒音信号をＡ／Ｄ変換してデジタルフィルタ３３２およびフィルタ更新部３３３へ出力する。デジタルフィルタ３３２は多段タップで構成されており、各タップのフィルタ係数を自由に設定可能なＦＩＲフィルタである。フィルタ更新部３３３には、マイク３２０からの情報に加えて誤差検出器３５０からの検出誤差情報がＡ／Ｄ変換器３３５を介して入力されており、この検出誤差が最小となるように、上記デジタルフィルタ３３２の各フィルタ係数を調整する。すなわち、誤差検出器３５０の設置位置において騒音源３１０からの騒音と反対位相となるような制御音信号を生成してＤ／Ａ変換器３３４を介して、制御音発生器に出力する。制御音発生器３４０は、制御音出力部としてのスピーカであり、Ｄ／Ａ変換器３３４から受け取った制御音信号を音波に変換して出力することができ、利用者３０１の耳３０１ｂの近傍の騒音を相殺する制御音を発する機能を備えている。【００３２】
誤差音検知部としての誤差検出器３５０は、騒音低減後の音を誤差として検出し、騒音低減装置３００の動作結果に対してフィードバックを行う。これにより、騒音環境などが変化しても利用者の耳位置で常に騒音を最小にすることができる。【００３３】
図３Ａに示すように、本発明の実施の形態における騒音低減装置３００では、騒音源３１０から発せられた騒音をマイク３２０により検知し、騒音制御器３３０で信号処理を行ってスピーカ３４０から制御音を出力して、騒音源３１０から発せられた騒音と位相の反転した音を重ね合わせて利用者３０１の耳３０１ｂに発信することにより、騒音の低減を行う。【００３４】
図３Ｂは、スピーカ３４０から出力する制御音と騒音源３１０から発せられる騒音とを重ね合わせる方法について示している。【００３５】
騒音源３１０と利用者３０１の耳３０１ｂとを結ぶ騒音の主到達経路３１０Ｎに対して騒音の拡がり角度がαである場合、スピーカ３４０を拡がり角度αの内部に配置する。これにより、スピーカ３４０から発せられる位相が反転した制御音が騒音と重ね合わされて利用者３０１の耳３０１ｂに到達する。また、重ね合わせの領域内に誤差検出器としてのエラーマイク３５０を配置することにより、騒音低減後の音を誤差として検出し、騒音低減装置３００の動作結果に対してフィードバックを行い、騒音低減効果を高めることができる。【００３６】
つぎに、騒音低減装置の設置事例について説明する。【００３７】
図４Ａ、Ｂは、本発明の実施の形態における騒音低減装置を航空機の座席に設置した事例を示す正面図および平面図である。【００３８】
騒音低減装置４００は座席４０２に設置され、座席４０２の肘かけ４０２ａａおよび肘かけ４０２ａｂの外周部にマイク４２０ａ、４２０ｂ（図３Ａの騒音検知器３２０に対応）がそれぞれ配設されている。ヘッドレスト４０２ｂはＣ状の形状を有し、利用者４０１が座席４０２に着席すると頭部４０１ａがヘッドレスト４０２ｂに囲まれた状態になる。また、ヘッドレスト４０２ｂには、騒音制御器４３０（図３Ａの騒音制御器３３０に対応）およびスピーカ４４０ａ、４４０ｂ（図３Ａの制御音発生器３４０に対応）が埋め込まれ、スピーカ４４０ａ、４４０ｂは利用者４０１の頭部４０１ａに対して耳に対向して配置される。また、誤差検出器としてのマイク４５０ａ、４５０ｂ（図３Ａの誤差検出器３５０に対応）は頭部４０１ａとスピーカ４４０ａ、４４０ｂとの間にそれぞれ配置される。【００３９】
つぎに、本発明の実施の形態における構成上の特徴である騒音低減装置の詳細な構成について、図５および図６Ａ〜Ｃを用いて説明する。【００４０】
図５は、本発明の実施の形態における騒音低減装置４００について、騒音検知用のマイク５２０（図３Ａの騒音検知器３２０に対応）の詳細な配置を示す平面図であり、図６Ａ〜Ｃは、本発明の実施の形態における騒音低減装置の騒音検知用のマイク５２０の配置を客室Ａ（図２）の座席において実施する場合の事例を示す平面図である。【００４１】
図５において、座席５０２の周囲部には、騒音検知用マイクが１０個（マイク５２０ａ１〜５２０ａ７、５２０ｂ１〜５２０ｂ３）配設されている。このうち、マイク５２０ａ１〜５２０ａ７は座席５０２において中心線ＸＸに対して利用者５０１の正面方向の左側に配置され、マイク５２０ｂ１〜５２０ｂ３は右側に配置されている。さらに、左側のマイク５２０ａ１〜５２０ａ３は右側のマイク５２０ｂ１〜５２０ｂ３と略対称の位置に配置されるほか、左側にはマイク５２０ａ４〜５２０ａ７が増設されている。この配置は座席５０２における騒音レベルの最も高い騒音源５１０ａに対して騒音源５１０ａと利用者５０１の耳（図示せず）とを結ぶ騒音の主到達経路５１０Ｎ上に配置されたマイク５２０ａ２を中心として略対称にマイク５２０ａ１〜５２０ａ７が配置されている。一方、騒音源５１０ａに比べて座席５０２から遠い位置にある別の騒音源５１０ｂに対向する座席に右側には左側と比較して半分以下の個数のマイクが配置される。このように騒音源５１０ａおよび騒音源５１０ｂが座席５０２の異なる方向に分散して存在する場合には、本事例で示すように、上記１０個の騒音検知用のマイクを座席５０２の周囲に（座席を取り囲むように）配設するのが騒音低減の観点から効果的である。その上で、騒音レベルの高い騒音源５１０ａの方に多くのマイクを配設することにより、騒音レベルの高い騒音を高精度に検出することができるので、騒音低減効果を高めることができる。【００４２】
上記の構成により、本発明の実施の形態における騒音低減装置４００においては、騒音検知部としてのマイクを座席毎に複数配設し、複数のマイクを座席毎に特定の方向に密度を高くして配置することを特徴とする。すなわち、図５において、右側よりも左側の方により多くのマイクを配置している。さらには、騒音検知用のマイクを座席に到達する騒音レベルが最も高い騒音源と対向する方向に密度を高くして配置する。さらには、複数の騒音検知用のマイクを騒音レベルが最も高い騒音源から発せられる騒音の主到達経路およびその近傍に密度を高くして配置する。したがって、騒音レベルが最も高い騒音源から発せられる騒音を座席で最も影響を受ける騒音として位置づけ、座席に到達する騒音を座席周囲における騒音分布として高密度かつ正確に検知することができる。これにより、騒音検知の精度と効率の向上を実現し、高効率かつ高品質の騒音低減装置を実現することができる。【００４３】
図６Ａ〜Ｃは、図２において、客室Ａ（例えば、ファーストクラス）に配列された座席列のうちの一つの座席６０２における騒音の到達方向を示す。図６Ａは騒音が座席６０２の前後方向から到達する場合、図６Ｂは騒音が座席６０２の左右方向から到達する場合、図６Ｃは騒音が座席６０２の斜め方向から到達する場合をそれぞれ示している。例えば、図６Ａの場合、座席６０２において最も高い騒音が経路ＳＡまたは経路ＳＢにより前後方向から到達する場合、本発明の実施の形態における騒音低減装置では、対象とする座席６０２に対して、最も大きい騒音の経路ＳＡまたは経路ＳＢを特定して、特定した方向に対して騒音検知用のマイクを、例えばマイク列ＭＡまたはマイク列ＭＢ（図３Ａの騒音検知器３２０に対応）として騒音に対向して高密度に配置する。図６Ｂ、図６Ｃについても同様である。図６Ｃでは、座席の斜め方向から到達する騒音の経路ＳＡ１、ＳＢ１、ＳＡ２、ＳＢ２に対して騒音検知用のマイク列ＭＡ１、ＭＢ１、ＭＡ２、ＭＢ２（図３Ａの騒音検知器３２０に対応）をそれぞれ配置することにより、特定の方向に対して騒音検知用マイクの高密度配置を行う。すなわち、本発明の実施の形態における騒音低減装置では、設置された空間において様々な騒音源から発せられる騒音のうち、騒音低減の対象とする座席において最も悪影響を受ける騒音の方向を特定したうえで、特定した騒音の到達方向において、騒音検知用のマイクを騒音に対向して高密度に配置する。【００４４】
つぎに、騒音低減装置の応用例について説明する。【００４５】
図７Ａ、Ｂは、本発明の実施の形態における騒音低減装置の応用例を示す正面図および側面図である。図７Ａ、Ｂは、座席７０２のヘッドレスト７０２ｂに配設するスピーカ７４０（図３Ａの制御音発生器３４０に対応）の数量を増加させた事例を示す。図７Ａは、ヘッドレスト７０２ｂの形状を平板にした場合であり、図７Ｂは、ヘッドレスト７０２ｂを略カプセル構造にした場合を示す。利用者７０１の頭部７０１ａの背面や両側面にそれぞれ複数のスピーカ７４０を設置することにより、検知した騒音の周波数および騒音源の少なくともいずれかについて、層別を行っている。これにより、右側の騒音源に対しては右側のスピーカから制御音を出力し、左側の騒音源に対しては左側のスピーカから出力するなど、騒音源の方向別にスピーカの配設位置を区分するほか、周波数帯域別に複数のスピーカを割り当てることもできる。したがって、高効率かつ高品質で、快適性に優れた騒音低減装置を実現することができる。【００４６】
つぎに、本発明の実施の形態における騒音低減装置を使用した騒音低減システムについて、図８および図９を用いて説明する。【００４７】
図８は、本発明の実施の形態における騒音低減装置を使用した騒音低減システムの基本構成を示す平面図、図９は、同騒音低減システムの応用例を示す平面図である。【００４８】
図８は、本発明の実施の形態における騒音低減装置８０２ａ〜８０２ｄ、・・・を、図２に示す航空機における利用空間である客室１００ａの座席列に設置した場合の事例を示す。この場合は、騒音低減装置８０２ａ〜８０２ｄ、・・・における騒音検知用のマイク８２０（図３の騒音検知器３２０に対応）の配設位置および機能はすべて同じとし、騒音源８１０ａからの騒音の主到達経路８１０Ｎの差異に対して座席毎の調整や設定は行わない。【００４９】
これに対し、図９では、騒音低減装置９０２ａ〜９０２ｄ、・・・における騒音検知用のマイクの配設位置または機能に関し座席毎に差異を設けている。騒音低減装置９０２ａでは、騒音源９１０ａから座席の中心位置Ｐに至る騒音の主到達経路９１０Ｎに対して、例えばマイク９２０ａ１（図３Ａの騒音検知器３２０に対応）の設置方向をＮ１とし、騒音の主到達経路９１０Ｎとマイク９２０ａ１の設置方向Ｎ１とは略平行に設定している。一方、座席の中心線ＹＹに関してマイク９２０ａ１と略対称の位置に配設されたマイク９２０ｂ１（図３Ａの騒音検知器３２０に対応）では、マイクの設置方向をＮ１と略対称方向のＮ２として、別の騒音源（図示せず）から発せられる騒音の検知を行う。騒音低減装置９０２ｂ〜９０２ｄ、・・・についても同様である。なお、座席毎の調整や設定に差異を設ける方法としては、マイクの指向特性や配設数、配置などを利用することもできる。【００５０】
図８および図９に示す騒音低減システムは、いずれも、図２に示すように、各座席に設置された騒音低減装置が通信回線１０５ａ〜１０５ｃを介してシステム管理装置１０４に接続され、騒音低減装置の操作や機能などを一括またはシステム的に管理することもできる。【００５１】
なお、本発明の実施の形態においては、座席毎に騒音低減装置を設置しているが、隣接する座席が連結されている場合には、例えば、騒音検知部（騒音マイク）を隣接する座席で共用するなど、騒音低減装置の構成要素を共用にすることにより、騒音低減装置や騒音低減システムの簡略化を実現したうえで、同様の効果を発揮することができる。これにより、高効率で低コストの騒音低減装置や騒音低減システムを実現することができる。【００５２】
また、本発明の実施の形態においては、エンジンを主要な騒音源としているが、騒音源はこれに限られるものではない。プロペラやエンジンを中心とする航空機の推力を発生させるための機器の騒音のほか、飛行中の風切り音など、空気層を機体が移動することに伴って発生する空気流に係る音や、エアコンなどの空調設備が発生する騒音、客室内における情報提供サービスに係る音声、壁面に反射された間接騒音など、座席には設置環境に存在する多くの騒音源から複雑に重畳された騒音が到達する。【００５３】
また、本発明の実施の形態においては、図３Ａに示すように騒音源３１０から発せられる騒音を検知する騒音検知部としての騒音検出器（マイク）３２０のほかに、制御音発生器（スピーカ）３４０から出力される制御音を検知する誤差検出器（エラーマイク）３５０を備えており、エラーマイク３５０により騒音と制御音との合成音を検知して制御音の誤差を補正することができるが、本発明の実施の形態における騒音低減装置にとって、エラーマイク３５０は必須の構成要素ではない。エラーマイク３５０は、通常、利用者の頭部の近傍に配設されるため、エラーマイク３５０を省略することにより、利用者の頭部近傍の座席の構成を簡略化することができる。したがって、利用者にとって心理的圧迫感のない、快適性に優れた低コストの騒音低減装置を実現することができる。【００５４】
また、本発明の実施の形態においては、騒音レベルが最も高い騒音源から発せられる騒音を座席で最も影響を受ける騒音として位置づけ、その騒音源の方向または騒音が到来する方向に騒音検知用のマイクを高密度で配設した。しかしながら、騒音レベルの高い騒音が人間にとって耳障りな騒音であるとは限らない。人間の聴覚には周波数特性があり、騒音レベルが低くても、より不快と感じる騒音もある。したがって、騒音レベルだけでなく人間の聴覚の周波数特性も考慮し、消音したい騒音の到来方向に騒音検知用のマイクを密度高く配設することで、最適な消音効果を得ることも可能である。【００５５】
以上の通り、本発明の実施の形態における騒音低減装置および騒音低減システムを使用することにより、特定の騒音源に対して重点とする方向を特定して、騒音検知部を特定した方向に対して密度高く配置することができる。したがって、騒音検知の効率の向上を実現し、高効率かつ高品質の騒音低減装置を提供することができる。これにより、航空機や車両などの客室内において、利用者に効果的な低騒音環境を提供し、快適性を向上することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明による騒音低減装置および騒音低減システムは、騒音検知の効率の向上を実現し、高効率かつ高品質の騒音低減装置を提供することができる。したがって、航空機や列車、車など、騒音を有する利用空間内での騒音低減装置および騒音低減システムとして有用である。
【図１】
2009078146.tif 000003
【図２】
2009078146.tif 000004
【図３Ａ】
2009078146.tif 000005
【図３Ｂ】
2009078146.tif 000006
【図４Ａ】
2009078146.tif 000007
【図４Ｂ】
2009078146.tif 000008
【図５】
2009078146.tif 000009
【図６Ａ】
2009078146.tif 000010
【図６Ｂ】
2009078146.tif 000011
【図６Ｃ】
2009078146.tif 000012
【図７Ａ】
2009078146.tif 000013
【図７Ｂ】
2009078146.tif 000014
【図８】
2009078146.tif 000015
【図９】
2009078146.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成21年4月29日(2009.4.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの騒音源から発せられる騒音を検知する騒音検知部と、前記騒音検知部により検知された騒音を打ち消すための制御音信号を生成させる騒音制御部と、前記騒音制御部からの制御音信号に基づいて制御音を出力する制御音出力部とを備え、前記騒音検知部と前記制御音出力部とを各座席の周囲に複数配設し、前記複数の騒音検知部を前記座席毎に特定の方向に密度を高くして配置することを特徴とする騒音低減装置。
【請求項２】
前記複数の騒音検知部を前記騒音の到来方向に密度を高くして配置することを特徴とする請求項１に記載の騒音低減装置。
【請求項３】
前記複数の騒音検知部を前記座席に到達する騒音レベルが最も高い騒音源と対向する方向に密度を高くして配置することを特徴とする請求項１に記載の騒音低減装置。
【請求項４】
前記複数の騒音検知部を騒音レベルが最も高い騒音源から発せられる音の主到達経路およびその近傍に密度を高くして配置することを特徴とする請求項１に記載の騒音低減装置。
【請求項５】
前記騒音検知部を前記座席の周囲部に複数配設することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の騒音低減装置。
【請求項６】
前記騒音検知部の設置方向および指向特性の少なくともいずれかを変更可能に構成することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の騒音低減装置。
【請求項７】
少なくとも一つの騒音源から発せられる騒音を検知する騒音検知部と、前記騒音検知部により検知された騒音を打ち消すための制御音信号を生成させる騒音制御部と、前記騒音制御部からの制御音信号に基づいて制御音を出力する制御音出力部と、前記騒音源から発せられる騒音と前記制御音出力部から出力される制御音とを重畳して検知する誤差音検知部とを備え、前記騒音検知部と前記制御音出力部とを各座席の周囲に複数配設し、前記複数の騒音検知部を前記座席毎に特定の方向に密度を高くして配置することを特徴とする騒音低減装置。
【請求項８】
少なくとも一つの騒音源がエンジンであることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の騒音低減装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の騒音低減装置を利用空間内に配列された複数の座席にそれぞれ設置し、前記複数の座席に設置された騒音低減装置を接続する通信回線および前記通信回線により接続された騒音低減装置を管理するシステム管理装置を備えたことを特徴とする騒音低減システム。
【請求項１０】
前記騒音検知部の設置方向および指向特性の少なくともいずれかが前記座席毎に設定されることを特徴とする請求項９に記載の騒音低減システム。
【請求項１１】
前記利用空間が航空機または車両の客室であることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の騒音低減システム。
【手続補正書】
【提出日】平成21年5月20日(2009.5.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、座席における騒音低減装置および騒音低減システムに関するものであり、特に航空機や鉄道車両などの密閉構造体内において使用する騒音低減装置および騒音低減システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
騒音の大きい航空機や車両などにおいて、座席に着席した利用者に対して音声サービスなどの情報提供を行う場合、座席における騒音が課題となる。
【０００３】
航空機や車両のように連続した壁によって境界を作られた内部空間を利用する場合は、利用場所が一種の密閉構造体になっており、利用場所の内外に騒音源があると、利用者にとって騒音環境が固定化されてしまう。このため、騒音の程度によっては、騒音が利用者に物理的、精神的な圧迫要因となり、利用場所の快適性が低下する。特に、航空機などの客室として利用客にサービスを提供する場合は、快適性が低下するとサービス業務の品質に重大な支障を与えることとなる。
【０００４】
特に、航空機の場合は、プロペラやエンジンを中心とする航空機の推力を発生させるための機器の騒音や、飛行中の航空機先端や両翼による風切り音など、空気層を機体が移動することに伴って発生する空気流に係る音が主要な騒音源となるため、機内の騒音は乗客に不快感を与えるとともに、音声サービスなどの妨げとなるので、改善が強く望まれている。
【０００５】
これに対して、密閉室内の騒音を低減する対策としては、従来、受動的減衰手段による方法が一般的であり、障壁材料や吸収材料など、音響的な吸収性を有する遮音材料を密閉構造体と発生源との間に配置する。障壁材料としては高密度の障壁材料などを使用し、吸収材料としては吸音シートなどを利用する。音響的な吸収性を有する材料は、一般的に高密度となり、高密度材料は重量の増加を伴う。重量が増加すると、飛行燃料が増加し、航続距離が低下する。したがって、航空機としての経済性および機能の低下をもたらす。また、構造材料として、傷つきやすいなどの強度面と質感などのデザイン面での機能の低下も無視できない。
【０００６】
上記の受動的減衰手段による騒音対策の課題に対して、能動的減衰手段により騒音を低減する方法として、騒音の位相と反対の位相の音波を発生させる方法が、従来、一般的に実施されている。この方法により、発生源またはその付近で騒音レベルを低減し、騒音の低減を必要とする領域に伝搬するのを防止することができる。具体的適用の事例としては、騒音源から発生する音を検知するマイクとマイクから入力した電気信号を増幅して位相を反転させる制御器と、制御器から入力した電気信号を音に変換して発信するスピーカとを備えた音声消去装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
また、近年、航空機などにおいて、上記の能動的減衰手段により騒音を低減する方法をベースとして、客席における快適性向上の観点から騒音対策を行う方法が検討されている。例えば、座席毎に減音装置を配設し、座席に近くにスピーカとマイクと制御器を設置する方法や、座席に着席した利用者の近傍に複数のスピーカとマイクを配置することにより利用者に対する騒音の低減効果を向上させる方法（例えば、特許文献２〜３参照）が提案されている。
【０００８】
しかしながら、上記の方法で効果的に騒音を低減するためには、マイクの設置数を多くする必要があり、設備費用が増加するほか騒音低減のための計算負荷が大きくなるなどの課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１−２７０４８９号公報
【特許文献２】特開平５−２８９６７６号公報
【特許文献３】特開平５−２８１９８０号公報
【発明の概要】
【００１０】
本発明の騒音低減装置は、少なくとも一つの騒音源から発せられる騒音を検知する騒音検知部と、騒音検知部により検知された騒音を打ち消すための制御信号を生成の位相を反転させる騒音制御部と、騒音制御部からの制御信号に基づいて制御音を出力する制御音出力部とを備え、騒音検知部と制御音出力部とを座席毎に複数配設し、複数の騒音検知部を座席毎に特定の方向に密度を高くして配置する。
【００１１】
このような構成により、特定の騒音源に対して重点とする方向を特定して、騒音検知部を特定した方向に対して密度高く配置することができる。これにより、騒音検知の効率の向上を実現し、高効率かつ高品質の騒音低減装置を提供することができる。
【００１２】
また本発明の騒音低減装置は、少なくとも一つの騒音源から発せられる騒音を検知する騒音検知部と、騒音検知部により検知された騒音を打ち消すための制御信号を生成させる騒音制御部と、騒音制御部からの制御信号に基づいて制御音を出力する制御音出力部と、騒音源から発せられる騒音と制御音出力部から出力される制御音とを重畳して検知する誤差音検知部とを備え、騒音検知部と制御音出力部とを座席毎に複数配設し、複数の騒音検知部を座席毎に特定の方向に密度を高くして配置することを特徴とする。
【００１３】
このような構成により、騒音源から発せられる騒音と制御音出力部から出力される騒音低減用の制御音とを合成した音を検知することが可能となる。したがって、制御音を付加することによる騒音低減の効果を検知し、制御音の最適化を行うことができる。これにより、騒音低減効果の向上を実現し、高品質な騒音低減装置を提供することができる。
【００１４】
また本発明の騒音低減システムは、上記の騒音低減装置を利用空間内に配列された複数の座席にそれぞれ設置し、複数の座席に設置された騒音低減装置を接続する通信回線および通信回線により接続された騒音低減装置を管理するシステム管理装置を備える。
【００１５】
このような構成により、利用空間内に配列された複数の座席に騒音低減装置を設置してシステム管理することが可能となる。したがって、利用空間内に配列された複数の座席において騒音の低減を実現する管理システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態における騒音低減装置の設置環境を示す平面図
【図２】実施の形態における騒音低減装置の設置環境の詳細を示す平面図
【図３Ａ】実施の形態における騒音低減装置の基本構成を示すブロック図
【図３Ｂ】実施の形態における騒音低減装置のスピーカから出力する制御音と騒音源から発せられる騒音とを重ね合わせる方法を示す図
【図４Ａ】実施の形態における騒音低減装置の設置事例を示す正面図
【図４Ｂ】実施の形態における騒音低減装置の設置事例を示す平面図
【図５】実施の形態における騒音低減装置の詳細な構成を示す平面図
【図６Ａ】実施の形態における騒音低減装置の詳細な構成を示す平面図であり、騒音が座席の前後方向から到達する場合の図
【図６Ｂ】実施の形態における騒音低減装置の詳細な構成を示す平面図であり、騒音が座席の左右方向から到達する場合の図
【図６Ｃ】実施の形態における騒音低減装置の詳細な構成を示す平面図であり、騒音が座席の斜め方向から到達する場合の図
【図７Ａ】実施の形態における騒音低減装置の応用例を示す正面図および側面図であり、ヘッドレストの形状を平板にした場合の図
【図７Ｂ】実施の形態における騒音低減装置の応用例を示す正面図および側面図であり、ヘッドレストの構造を略カプセル構造にした場合の図
【図８】実施の形態における騒音低減装置を使用した騒音低減システムの基本構成を示す平面図
【図９】実施の形態における騒音低減装置を使用した騒音低減システムの応用例を示す平面図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図８を用いて説明する。
【００１８】
（実施の形態）
本発明の実施の形態における騒音低減装置について、航空機に搭載した場合の事例を引用して以下に説明する。
【００１９】
まず、騒音低減装置の設置を必要とする航空機における音環境について、図１および図２を用いて説明する。
【００２０】
図１は、本発明の実施の形態における騒音低減装置の設置環境を示す平面図である。図１に示すように、航空機１００は、左右の翼にエンジン１０２ａ、１０２ｂを備えている。
【００２１】
航空機の音環境の観点からみると、エンジンは回転音だけでなく、飛行中は空気流の反響などを伴うため、騒音源として重要な位置を占める。乗客サービスの観点からは、エンジン１０２ａ、１０２ｂが、例えば機内の客室Ａ（例えば、ファーストクラス）、客室Ｂ（例えば、ビジネスクラス）および客室Ｃ（例えば、エコノミークラス）に設置された座席列１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃに対して外部の騒音源ＮＳ１ａ、ＮＳ１ｂとして機体の各部に作用するほか、機体が空気層を高速で移動することに伴う機体の先端部や両翼における空気流との衝突音（風切り音）が騒音源ＮＳ１ｃとして機内の情報提供サービスなどに悪影響を与えている。
【００２２】
図２は、同騒音低減装置の設置環境の詳細を示す平面図であり、図１における客室Ａおよび客室Ｂの一部における座席の配置を拡大して示している。客室１００ａは壁により客室Ａおよび客室Ｂに区分され、客室Ａおよび客室Ｂにはそれぞれ座席列が設けられている。また、各座席列には視聴設備などが設置され、イーサネット（登録商標）などの通信回線１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃを介して切り替え装置やデータ管理サーバなどを備えたシステム管理装置１０４に接続されている。一方、客室１００ａの音環境としては、エンジン１０２ａ、１０２ｂから発生する騒音源ＮＳ１ａ、ＮＳ１ｂおよび機体先端部における風切り音ＮＳ１ｃが外部の騒音源として存在するほか、エアコンなどによる騒音源ＮＳ２ａ〜ＮＳ２ｅが内部の騒音源として存在する。これを客室Ａに配列された一つの座席１０５における騒音として考えると、座席１０５では窓の外側の翼に取付けられたエンジン１０２ａ（図１）および気流音を発生原因とする騒音源ＮＳ１ａ〜ＮＳ１ｃおよびエアコンを発生原因とする騒音源ＮＳ２ａ〜ＮＳ２ｅから騒音の影響を受ける。
【００２３】
このように多くの騒音源が機内外に分散して存在する場合、効果的に騒音を低減するためには、さまざまな方向からの到来音を検出するために、複数の騒音検知用のマイクを座席１０５の周囲に（座席を取り囲むように）配設する必要がある。また、騒音源が１つの場合でも、航空機内のように騒音源からの騒音が機体内壁や窓によって反射されるような環境では、さまざまな方向から到来する反射音を検出するために、やはり複数の騒音検知用のマイクを座席１０５の周囲に配設する必要がある。
【００２４】
さらに、客室Ａにおいて、座席１０５では、騒音源ＮＳ１ａ〜ＮＳ１ｃおよび騒音源ＮＳ２ａ〜ＮＳ２ｅから到達する騒音のうち、左翼（図１）に搭載されたエンジンによる騒音源ＮＳ１ａからの騒音が最も強い場合を予想することができる。したがって、各座席における騒音の低減を効果的に実現するためには、各方向から発せられる騒音のうち、座席に着席した利用者にとって、最も大きく、座席の音環境に悪影響を与える騒音に対して重点的に対処する必要がある。
【００２５】
特に、図１における客室Ａで示したファーストクラスなどでは、座席はシェル構造となっており、このシェルの内部には映画や音楽を楽しむためのテレビやラジオなどの視聴機器や、ビジネスマンのための机、ＰＣ接続電源等々が配設されており、ゆっくりとくつろいだり、ビジネスに集中したりできる環境を乗客に提供することが強く求められている。そのために、このシェル内部の消音に対する要望は特に大きいものがあり、シェルそのものに防音効果のある材質を使用しているものの、シェルの周囲やシェルを通過してくる騒音を効率よく低減することが重要となる。
【００２６】
つぎに、本発明の実施の形態における騒音低減装置の基本構成について、図３Ａ、Ｂを用いて説明する。
【００２７】
図３Ａは、本発明の実施の形態における騒音低減装置の基本構成を示すブロック図である。
【００２８】
騒音低減装置３００は、騒音検出器３２０、騒音制御器３３０、制御音発生器３４０および誤差検出器３５０を備えている。以下、それぞれの構成および機能について説明する。
【００２９】
騒音検出器３２０は、騒音源３１０から発せられる騒音を検知する騒音検知部として備えられ、騒音情報を検出し、電気信号に変換して出力する機能を有するマイクロホン（以下、マイクと略記する）である。
【００３０】
騒音制御部としての騒音制御器３３０は、Ａ／Ｄ変換器３３１、３３５、デジタルフィルタ３３２、フィルタ更新部３３３、Ｄ／Ａ変換器３３４を備えており、騒音検知部であるマイク３２０からの騒音情報および誤差検出器３５０の誤差情報に基づいて、検出誤差が最小となるように制御音信号を生成し制御音発生器３４０の制御を行う。
【００３１】
Ａ／Ｄ変換器３３１はマイク３２０からの騒音信号をＡ／Ｄ変換してデジタルフィルタ３３２およびフィルタ更新部３３３へ出力する。デジタルフィルタ３３２は多段タップで構成されており、各タップのフィルタ係数を自由に設定可能なＦＩＲフィルタである。フィルタ更新部３３３には、マイク３２０からの情報に加えて誤差検出器３５０からの検出誤差情報がＡ／Ｄ変換器３３５を介して入力されており、この検出誤差が最小となるように、上記デジタルフィルタ３３２の各フィルタ係数を調整する。すなわち、誤差検出器３５０の設置位置において騒音源３１０からの騒音と反対位相となるような制御音信号を生成してＤ／Ａ変換器３３４を介して、制御音発生器に出力する。制御音発生器３４０は、制御音出力部としてのスピーカであり、Ｄ／Ａ変換器３３４から受け取った制御音信号を音波に変換して出力することができ、利用者３０１の耳３０１ｂの近傍の騒音を相殺する制御音を発する機能を備えている。
【００３２】
誤差音検知部としての誤差検出器３５０は、騒音低減後の音を誤差として検出し、騒音低減装置３００の動作結果に対してフィードバックを行う。これにより、騒音環境などが変化しても利用者の耳位置で常に騒音を最小にすることができる。
【００３３】
図３Ａに示すように、本発明の実施の形態における騒音低減装置３００では、騒音源３１０から発せられた騒音をマイク３２０により検知し、騒音制御器３３０で信号処理を行ってスピーカ３４０から制御音を出力して、騒音源３１０から発せられた騒音と位相の反転した音を重ね合わせて利用者３０１の耳３０１ｂに発信することにより、騒音の低減を行う。
【００３４】
図３Ｂは、スピーカ３４０から出力する制御音と騒音源３１０から発せられる騒音とを重ね合わせる方法について示している。
【００３５】
騒音源３１０と利用者３０１の耳３０１ｂとを結ぶ騒音の主到達経路３１０Ｎに対して騒音の拡がり角度がαである場合、スピーカ３４０を拡がり角度αの内部に配置する。これにより、スピーカ３４０から発せられる位相が反転した制御音が騒音と重ね合わされて利用者３０１の耳３０１ｂに到達する。また、重ね合わせの領域内に誤差検出器としてのエラーマイク３５０を配置することにより、騒音低減後の音を誤差として検出し、騒音低減装置３００の動作結果に対してフィードバックを行い、騒音低減効果を高めることができる。
【００３６】
つぎに、騒音低減装置の設置事例について説明する。
【００３７】
図４Ａ、Ｂは、本発明の実施の形態における騒音低減装置を航空機の座席に設置した事例を示す正面図および平面図である。
【００３８】
騒音低減装置４００は座席４０２に設置され、座席４０２の肘かけ４０２ａａおよび肘かけ４０２ａｂの外周部にマイク４２０ａ、４２０ｂ（図３Ａの騒音検知器３２０に対応）がそれぞれ配設されている。ヘッドレスト４０２ｂはＣ状の形状を有し、利用者４０１が座席４０２に着席すると頭部４０１ａがヘッドレスト４０２ｂに囲まれた状態になる。また、ヘッドレスト４０２ｂには、騒音制御器４３０（図３Ａの騒音制御器３３０に対応）およびスピーカ４４０ａ、４４０ｂ（図３Ａの制御音発生器３４０に対応）が埋め込まれ、スピーカ４４０ａ、４４０ｂは利用者４０１の頭部４０１ａに対して耳に対向して配置される。また、誤差検出器としてのマイク４５０ａ、４５０ｂ（図３Ａの誤差検出器３５０に対応）は頭部４０１ａとスピーカ４４０ａ、４４０ｂとの間にそれぞれ配置される。
【００３９】
つぎに、本発明の実施の形態における構成上の特徴である騒音低減装置の詳細な構成について、図５および図６Ａ〜Ｃを用いて説明する。
【００４０】
図５は、本発明の実施の形態における騒音低減装置４００について、騒音検知用のマイク５２０（図３Ａの騒音検知器３２０に対応）の詳細な配置を示す平面図であり、図６Ａ〜Ｃは、本発明の実施の形態における騒音低減装置の騒音検知用のマイク５２０の配置を客室Ａ（図２）の座席において実施する場合の事例を示す平面図である。
【００４１】
図５において、座席５０２の周囲部には、騒音検知用マイクが１０個（マイク５２０ａ１〜５２０ａ７、５２０ｂ１〜５２０ｂ３）配設されている。このうち、マイク５２０ａ１〜５２０ａ７は座席５０２において中心線ＸＸに対して利用者５０１の正面方向の左側に配置され、マイク５２０ｂ１〜５２０ｂ３は右側に配置されている。さらに、左側のマイク５２０ａ１〜５２０ａ３は右側のマイク５２０ｂ１〜５２０ｂ３と略対称の位置に配置されるほか、左側にはマイク５２０ａ４〜５２０ａ７が増設されている。この配置は座席５０２における騒音レベルの最も高い騒音源５１０ａに対して騒音源５１０ａと利用者５０１の耳（図示せず）とを結ぶ騒音の主到達経路５１０Ｎ上に配置されたマイク５２０ａ２を中心として略対称にマイク５２０ａ１〜５２０ａ７が配置されている。一方、騒音源５１０ａに比べて座席５０２から遠い位置にある別の騒音源５１０ｂに対向する座席に右側には左側と比較して半分以下の個数のマイクが配置される。このように騒音源５１０ａおよび騒音源５１０ｂが座席５０２の異なる方向に分散して存在する場合には、本事例で示すように、上記１０個の騒音検知用のマイクを座席５０２の周囲に（座席を取り囲むように）配設するのが騒音低減の観点から効果的である。その上で、騒音レベルの高い騒音源５１０ａの方に多くのマイクを配設することにより、騒音レベルの高い騒音を高精度に検出することができるので、騒音低減効果を高めることができる。
【００４２】
上記の構成により、本発明の実施の形態における騒音低減装置４００においては、騒音検知部としてのマイクを座席毎に複数配設し、複数のマイクを座席毎に特定の方向に密度を高くして配置することを特徴とする。すなわち、図５において、右側よりも左側の方により多くのマイクを配置している。さらには、騒音検知用のマイクを座席に到達する騒音レベルが最も高い騒音源と対向する方向に密度を高くして配置する。さらには、複数の騒音検知用のマイクを騒音レベルが最も高い騒音源から発せられる騒音の主到達経路およびその近傍に密度を高くして配置する。したがって、騒音レベルが最も高い騒音源から発せられる騒音を座席で最も影響を受ける騒音として位置づけ、座席に到達する騒音を座席周囲における騒音分布として高密度かつ正確に検知することができる。これにより、騒音検知の精度と効率の向上を実現し、高効率かつ高品質の騒音低減装置を実現することができる。
【００４３】
図６Ａ〜Ｃは、図２において、客室Ａ（例えば、ファーストクラス）に配列された座席列のうちの一つの座席６０２における騒音の到達方向を示す。図６Ａは騒音が座席６０２の前後方向から到達する場合、図６Ｂは騒音が座席６０２の左右方向から到達する場合、図６Ｃは騒音が座席６０２の斜め方向から到達する場合をそれぞれ示している。例えば、図６Ａの場合、座席６０２において最も高い騒音が経路ＳＡまたは経路ＳＢにより前後方向から到達する場合、本発明の実施の形態における騒音低減装置では、対象とする座席６０２に対して、最も大きい騒音の経路ＳＡまたは経路ＳＢを特定して、特定した方向に対して騒音検知用のマイクを、例えばマイク列ＭＡまたはマイク列ＭＢ（図３Ａの騒音検知器３２０に対応）として騒音に対向して高密度に配置する。図６Ｂ、図６Ｃについても同様である。図６Ｃでは、座席の斜め方向から到達する騒音の経路ＳＡ１、ＳＢ１、ＳＡ２、ＳＢ２に対して騒音検知用のマイク列ＭＡ１、ＭＢ１、ＭＡ２、ＭＢ２（図３Ａの騒音検知器３２０に対応）をそれぞれ配置することにより、特定の方向に対して騒音検知用マイクの高密度配置を行う。すなわち、本発明の実施の形態における騒音低減装置では、設置された空間において様々な騒音源から発せられる騒音のうち、騒音低減の対象とする座席において最も悪影響を受ける騒音の方向を特定したうえで、特定した騒音の到達方向において、騒音検知用のマイクを騒音に対向して高密度に配置する。
【００４４】
つぎに、騒音低減装置の応用例について説明する。
【００４５】
図７Ａ、Ｂは、本発明の実施の形態における騒音低減装置の応用例を示す正面図および側面図である。図７Ａ、Ｂは、座席７０２のヘッドレスト７０２ｂに配設するスピーカ７４０（図３Ａの制御音発生器３４０に対応）の数量を増加させた事例を示す。図７Ａは、ヘッドレスト７０２ｂの形状を平板にした場合であり、図７Ｂは、ヘッドレスト７０２ｂを略カプセル構造にした場合を示す。利用者７０１の頭部７０１ａの背面や両側面にそれぞれ複数のスピーカ７４０を設置することにより、検知した騒音の周波数および騒音源の少なくともいずれかについて、層別を行っている。これにより、右側の騒音源に対しては右側のスピーカから制御音を出力し、左側の騒音源に対しては左側のスピーカから出力するなど、騒音源の方向別にスピーカの配設位置を区分するほか、周波数帯域別に複数のスピーカを割り当てることもできる。したがって、高効率かつ高品質で、快適性に優れた騒音低減装置を実現することができる。
【００４６】
つぎに、本発明の実施の形態における騒音低減装置を使用した騒音低減システムについて、図８および図９を用いて説明する。
【００４７】
図８は、本発明の実施の形態における騒音低減装置を使用した騒音低減システムの基本構成を示す平面図、図９は、同騒音低減システムの応用例を示す平面図である。
【００４８】
図８は、本発明の実施の形態における騒音低減装置８０２ａ〜８０２ｄ、・・・を、図２に示す航空機における利用空間である客室１００ａの座席列に設置した場合の事例を示す。この場合は、騒音低減装置８０２ａ〜８０２ｄ、・・・における騒音検知用のマイク８２０（図３の騒音検知器３２０に対応）の配設位置および機能はすべて同じとし、騒音源８１０ａからの騒音の主到達経路８１０Ｎの差異に対して座席毎の調整や設定は行わない。
【００４９】
これに対し、図９では、騒音低減装置９０２ａ〜９０２ｄ、・・・における騒音検知用のマイクの配設位置または機能に関し座席毎に差異を設けている。騒音低減装置９０２ａでは、騒音源９１０ａから座席の中心位置Ｐに至る騒音の主到達経路９１０Ｎに対して、例えばマイク９２０ａ１（図３Ａの騒音検知器３２０に対応）の設置方向をＮ１とし、騒音の主到達経路９１０Ｎとマイク９２０ａ１の設置方向Ｎ１とは略平行に設定している。一方、座席の中心線ＹＹに関してマイク９２０ａ１と略対称の位置に配設されたマイク９２０ｂ１（図３Ａの騒音検知器３２０に対応）では、マイクの設置方向をＮ１と略対称方向のＮ２として、別の騒音源（図示せず）から発せられる騒音の検知を行う。騒音低減装置９０２ｂ〜９０２ｄ、・・・についても同様である。なお、座席毎の調整や設定に差異を設ける方法としては、マイクの指向特性や配設数、配置などを利用することもできる。
【００５０】
図８および図９に示す騒音低減システムは、いずれも、図２に示すように、各座席に設置された騒音低減装置が通信回線１０５ａ〜１０５ｃを介してシステム管理装置１０４に接続され、騒音低減装置の操作や機能などを一括またはシステム的に管理することもできる。
【００５１】
なお、本発明の実施の形態においては、座席毎に騒音低減装置を設置しているが、隣接する座席が連結されている場合には、例えば、騒音検知部（騒音マイク）を隣接する座席で共用するなど、騒音低減装置の構成要素を共用にすることにより、騒音低減装置や騒音低減システムの簡略化を実現したうえで、同様の効果を発揮することができる。これにより、高効率で低コストの騒音低減装置や騒音低減システムを実現することができる。
【００５２】
また、本発明の実施の形態においては、エンジンを主要な騒音源としているが、騒音源はこれに限られるものではない。プロペラやエンジンを中心とする航空機の推力を発生させるための機器の騒音のほか、飛行中の風切り音など、空気層を機体が移動することに伴って発生する空気流に係る音や、エアコンなどの空調設備が発生する騒音、客室内における情報提供サービスに係る音声、壁面に反射された間接騒音など、座席には設置環境に存在する多くの騒音源から複雑に重畳された騒音が到達する。
【００５３】
また、本発明の実施の形態においては、図３Ａに示すように騒音源３１０から発せられる騒音を検知する騒音検知部としての騒音検出器（マイク）３２０のほかに、制御音発生器（スピーカ）３４０から出力される制御音を検知する誤差検出器（エラーマイク）３５０を備えており、エラーマイク３５０により騒音と制御音との合成音を検知して制御音の誤差を補正することができるが、本発明の実施の形態における騒音低減装置にとって、エラーマイク３５０は必須の構成要素ではない。エラーマイク３５０は、通常、利用者の頭部の近傍に配設されるため、エラーマイク３５０を省略することにより、利用者の頭部近傍の座席の構成を簡略化することができる。したがって、利用者にとって心理的圧迫感のない、快適性に優れた低コストの騒音低減装置を実現することができる。
【００５４】
また、本発明の実施の形態においては、騒音レベルが最も高い騒音源から発せられる騒音を座席で最も影響を受ける騒音として位置づけ、その騒音源の方向または騒音が到来する方向に騒音検知用のマイクを高密度で配設した。しかしながら、騒音レベルの高い騒音が人間にとって耳障りな騒音であるとは限らない。人間の聴覚には周波数特性があり、騒音レベルが低くても、より不快と感じる騒音もある。したがって、騒音レベルだけでなく人間の聴覚の周波数特性も考慮し、消音したい騒音の到来方向に騒音検知用のマイクを密度高く配設することで、最適な消音効果を得ることも可能である。
【００５５】
以上の通り、本発明の実施の形態における騒音低減装置および騒音低減システムを使用することにより、特定の騒音源に対して重点とする方向を特定して、騒音検知部を特定した方向に対して密度高く配置することができる。したがって、騒音検知の効率の向上を実現し、高効率かつ高品質の騒音低減装置を提供することができる。これにより、航空機や車両などの客室内において、利用者に効果的な低騒音環境を提供し、快適性を向上することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明による騒音低減装置および騒音低減システムは、騒音検知の効率の向上を実現し、高効率かつ高品質の騒音低減装置を提供することができる。したがって、航空機や列車、車など、騒音を有する利用空間内での騒音低減装置および騒音低減システムとして有用である。
【符号の説明】
【００５７】
１００    航空機
１００ａ    客室
１０１ａ，１０１ｂ    翼
１０２ａ，１０２ｂ    エンジン
１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ    座席列
１０４    システム管理装置
１０５，４０２，５０２，６０２，７０２    座席
３００，４００，８０２ａ〜８０２ｄ，９０２ａ〜９０２ｄ    騒音低減装置
３０１，４０１，５０１，７０１    利用者
３０１ｂ    耳
３１０，５１０ａ，５１０ｂ，８１０ａ，９１０ａ，ＮＳ１ａ，ＮＳ１ｂ，ＮＳ１ｃ，ＮＳ２ａ，ＮＳ２ｂ，ＮＳ２ｃ，ＮＳ２ｄ，ＮＳ２ｅ    騒音源
３１０Ｎ，３４０Ｎ，５１０Ｎ，８１０Ｎ，９１０Ｎ，ＳＡ，ＳＡ１，ＳＡ２，ＳＢ，ＳＢ１，ＳＢ２    騒音の主到達経路（経路）
３２０    騒音検出器（マイク）
３３０，４３０    騒音制御器
３３１，３３５    Ａ／Ｄ変換器
３３２    デジタルフィルタ
３３３    フィルタ更新部
３３４    Ｄ／Ａ変換器
３４０    制御音発生器（スピーカ）
３５０    誤差検出器（エラーマイク）
４０１ａ，５０１ａ，７０１ａ    頭部
４０２ａａ，４０２ａｂ    肘かけ
４０２ｂ，７０２ｂ    ヘッドレスト
４２０ａ，４２０ｂ，４５０ａ，４５０ｂ，５２０ａ１〜５２０ａ７，５２０ｂ１〜５２０ｂ３，８２０，９２０，９２０ａ１，９２０ｂ１    マイク
４４０ａ，４４０ｂ，７４０    スピーカ
ＭＡ，ＭＢ，ＭＡ１，ＭＡ２，ＭＢ１，ＭＢ２    マイク列
Ｎ１，Ｎ２    マイクの方向
α    拡がり角度
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの騒音源から発せられる騒音を検知する騒音検知部と、前記騒音検知部により検知された騒音を打ち消すための制御音信号を生成させる騒音制御部と、前記騒音制御部からの制御音信号に基づいて制御音を出力する制御音出力部とを備え、前記騒音検知部と前記制御音出力部とを各座席の周囲に複数配設し、前記複数の騒音検知部を前記座席毎に特定の方向に密度を高くして配置することを特徴とする騒音低減装置。
【請求項２】
前記複数の騒音検知部を前記騒音の到来方向に密度を高くして配置することを特徴とする請求項１に記載の騒音低減装置。
【請求項３】
前記複数の騒音検知部を前記座席に到達する騒音レベルが最も高い騒音源と対向する方向に密度を高くして配置することを特徴とする請求項１に記載の騒音低減装置。
【請求項４】
前記複数の騒音検知部を騒音レベルが最も高い騒音源から発せられる音の主到達経路およびその近傍に密度を高くして配置することを特徴とする請求項１に記載の騒音低減装置。
【請求項５】
前記騒音検知部を前記座席の周囲部に複数配設することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の騒音低減装置。
【請求項６】
前記騒音検知部の設置方向および指向特性の少なくともいずれかを変更可能に構成することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の騒音低減装置。
【請求項７】
少なくとも一つの騒音源から発せられる騒音を検知する騒音検知部と、前記騒音検知部により検知された騒音を打ち消すための制御音信号を生成させる騒音制御部と、前記騒音制御部からの制御音信号に基づいて制御音を出力する制御音出力部と、前記騒音源から発せられる騒音と前記制御音出力部から出力される制御音とを重畳して検知する誤差音検知部とを備え、前記騒音検知部と前記制御音出力部とを各座席の周囲に複数配設し、前記複数の騒音検知部を前記座席毎に特定の方向に密度を高くして配置することを特徴とする騒音低減装置。
【請求項８】
少なくとも一つの騒音源がエンジンであることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の騒音低減装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の騒音低減装置を利用空間内に配列された複数の座席にそれぞれ設置し、前記複数の座席に設置された騒音低減装置を接続する通信回線および前記通信回線により接続された騒音低減装置を管理するシステム管理装置を備えたことを特徴とする騒音低減システム。
【請求項１０】
前記騒音検知部の設置方向および指向特性の少なくともいずれかが前記座席毎に設定されることを特徴とする請求項９に記載の騒音低減システム。
【請求項１１】
前記利用空間が航空機または車両の客室であることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の騒音低減システム。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2009078146.tif 000017
【図２】
2009078146.tif 000018
【図３Ａ】
2009078146.tif 000019
【図３Ｂ】
2009078146.tif 000020
【図４Ａ】
2009078146.tif 000021
【図４Ｂ】
2009078146.tif 000022
【図５】
2009078146.tif 000023
【図６Ａ】
2009078146.tif 000024
【図６Ｂ】
2009078146.tif 000025
【図６Ｃ】
2009078146.tif 000026
【図７Ａ】
2009078146.tif 000027
【図７Ｂ】
2009078146.tif 000028
【図８】
2009078146.tif 000029
【図９】
2009078146.tif 000030
【国際調査報告】
2009078146.tif 000031
2009078146.tif 000032
2009078146.tif 000033
2009078146.tif 000034