(57)【要約】【課題】  所定の空間内において、特殊なヘッドセット等を用いることなく、空間内の全体に対して有効に作用する消音システムを提供する。【解決手段】  構造体９ａには、ピックアップ３が取り付けられる。ピックアップ３は構造体９ａの振動を取得する。ピックアップ３はアンプ７に接続される。アンプ７は、ピックアップ３で取得した振動情報に対して、位相を調整可能な増幅回路を有する。アンプ７には、振動体５が接続される。アンプ７から出力された電気信号は振動体５に伝達され、振動体５を振動させる。振動体５は、構造体９ｂに取り付けられる。部屋の室外からの音による構造体９ａの振動をピックアップ３で取得し、アンプ７で位相を反転させて振動体５を振動させる。この際、構造体９ａから空気伝導により伝わった、構造体９ｂの振動と、振動体５による構造体９ｂの振動とが打ち消し合うことで、構造体９ｂの振動を抑制することができる。【選択図】  図１
2019184839.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
消音システムであって、
空間と騒音発生部を仕切る構造体の振動を取得するピックアップと、
前記ピックアップから得られた振動と逆位相の電気信号を発生させるアンプと、
前記アンプからの電気信号によって構造体を振動させる振動体と、
を具備し、
前記空間に構造体を介して侵入する音を低減することを特徴とする消音システム。
【請求項２】
前記ピックアップが配置される第１の構造体と前記振動体が配置される第２の構造体は別体であり、前記第２の構造体は、前記第１の構造体から離間して前記空間に近い側に配置されることを特徴とする請求項１に記載の消音システム。
【請求項３】
前記アンプは、前記第１の構造体と前記第２の構造体の距離に応じた時間差で、前記第２の構造体を振動させることを特徴とする請求項２記載の消音システム。
【請求項４】
前記振動体は、前記第１の構造体と前記第２の構造体の両者にそれぞれ配置されることを特徴とする請求項２に記載の消音システム。
【請求項５】
前記ピックアップが配置される構造体と前記振動体が配置される構造体は一体であることを特徴とする請求項１に記載の消音システム。
【請求項６】
前記空間は、部屋の室内であり、部屋の室外からの音による部屋の壁部または窓の振動を前記ピックアップによって取得し、
前記振動体は、部屋の壁部または窓を振動させることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の消音システム。
【請求項７】
前記空間は、電気製品の筐体の外部空間であり、前記筐体または前記筐体の内部の振動源の振動を前記ピックアップによって取得し、前記振動体は、前記筐体を振動させることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の消音システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の空間内における空間騒音を緩和することが可能な消音システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、音楽を聴いたり会話をする際に、周囲で騒音があると、必要な音を聞き取りにくくなる。このような騒音に対しては、周囲の騒音に対して逆位相の音を発するノイズキャンセラーが提案されている（例えば特許文献１、２）。
【０００３】
また、工事現場などの野外特定空間で発生する騒音をその外部へ伝えない技術として、特定空間を囲む壁と、壁に所定間隔で配置された集音マイクと、壁の上辺に設置された騒音キャンセル用スピーカとを有し、集音マイクで集音された音を逆相にすると共に、騒音低減するための処理をし、増幅してスピーカから出力し、その周辺の空間騒音を打ち消し騒音が壁の上辺から特定空間外へ漏れることを防ぐ方法がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０６−１７８３７６号公報
【特許文献２】特開２００２−３５１４８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のヘッドセットは、周囲の騒音に対して逆位相の音を発するものであるが、効率よくノイズをキャンセルするため、エラーマイクを使用者の耳内に突出するように配置される。このため、耳の入り口近傍で効率よくノイズをキャンセルするものである。
【０００６】
しかし、特許文献１のヘッドセットは、使用者がそれぞれ用いる必要があり、例えば、室内など所定の空間内において、複数人で会話をするような場合には、全ての人が当該ヘッドセットを必要とする。このため、人数分のヘッドセットを準備する必要があり、日常的に使用できるものではない。
【０００７】
また、使用者がヘッドセットを装着する必要があるため、ヘッドセット自体が邪魔になる場合がある。例えば、就寝時に使用しようとすれば、ヘッドセットが邪魔になって却って睡眠の妨げとなる。
【０００８】
一方、特許文献２は、車室内における騒音を低減するものであるが、あくまでも車の走行条件に応じてあらかじめ決められたノイズ成分をキャンセルするものであり、車外からのランダムな騒音に対応するものではない。
【０００９】
また、いずれの従来技術も、ノイズをキャンセルするための逆位相のノイズをスピーカから空気振動として発するものである。このため、例えば車内などの空間内のノイズを有効にキャンセルするためには、多数のスピーカが必要である。また、車内の場所によって、その効果が異なり、必ずしも車室内の人全員に対して、有効な効果が得られるものではない。
【００１０】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、所定の空間内において、特殊なヘッドセット等を用いることなく、空間内の全体に対して有効に作用する消音システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前述した目的を達成するため、本発明は、消音システムであって、空間と騒音発生部を仕切る第１の構造体の振動を取得するピックアップと、前記ピックアップから得られた振動と逆位相の電気信号を発生させるアンプと、前記アンプからの電気信号によって第２の構造体を振動させる振動体と、を具備し、前記空間に第１の構造体および前記第２の構造体を介して侵入する音を低減することを特徴とする消音システムである。
【００１２】
前記第１の構造体と前記第２の構造体は別体であり、前記第２の構造体は、前記第１の構造体から離間して前記空間に近い側に配置されてもよい。
【００１３】
前記アンプは、前記第１の構造体と前記第２の構造体の距離に応じた時間差で、前記第２の構造体を振動させてもよい。
【００１４】
前記振動体は、前記第１の構造体と前記第２の構造体の両者にそれぞれ配置されてもよい。
【００１５】
前記第１の構造体と前記第２の構造体は一体であってもよい。
【００１６】
前記空間は、部屋の室内であり、前記第１の構造体は、前記部屋の壁または窓であり、前記部屋の室外からの音による前記第１の構造体の振動を前記ピックアップによって取得し、前記振動体は、部屋の壁または窓である前記第２の構造体を振動させてもよい。
【００１７】
前記第１の構造体は、電気製品の筐体または振動源であり、前記第２の構造体は、電気製品の筐体であり、前記空間は、前記筐体の外部空間であり、前記筐体の内部で前記振動源から発生した音による振動を前記ピックアップによって取得し、前記振動体は前記筐体を振動させてもよい。
【００１８】
本発明によれば、空間を仕切る第１の構造体自体の振動を取得し、これと逆位相の振動で第２の構造体を振動させるため、構造体を介して空間内に入ってくる騒音を構造体自体でキャンセルすることができる。したがって、従来の様に、空気振動によって騒音を把握して、空間へ逆位相の空気振動を伝えるようなノイズキャンセラーと異なり、室内の場所によらず、室内へ入る騒音を効率よく消音することができる。
【００１９】
なお、第１の構造体と第２の構造体が別体であれば、第１の構造体に伝わる振動を把握して、これよりも空間に近い位置の第２の構造体を振動させることで、空間内に入ってくる騒音を効率よく騒音を消音することができる。この際、第１の構造体と第２の構造体の距離に応じた時間差で第２の構造体を振動させることで効率よく消音することができる。
【００２０】
なお、第１の構造体と第２の構造体は別体でなくてもよい。また、振動体で第２の構造体のみではなく、第１の構造体も振動させてもよい。
【００２１】
このような消音システムとしては、部屋の室内を仕切る壁部または窓にピックアップを配置し、さらに振動体を壁または窓に配置することで、室外から室内に入ってくる騒音を消音することができる。
【００２２】
また、このような消音システムとしては、電気製品等にも適用可能である。この場合には、電気製品の外部が空間であり、この空間と騒音源を仕切る筐体や振動源等にピックアップを配置し、さらに振動体を筐体に配置することで、電気製品の内部で発生する騒音を消音することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、所定の空間内において、特殊なヘッドセット等を用いることなく、空間内の全体に対して有効に作用する消音システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】消音システム１の概略図。
【図２】消音システム１ａの概略図。
【図３】（ａ）は消音システム１ｂの概略図、（ｂ）は消音システム１ｃの概略図。
【図４】消音システム１ｄの概略図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。図１は、消音システム１の概略図である。消音システム１は、主に、構造体９ａ、９ｂ、ピックアップ３、振動体５、アンプ７等から構成される。
【００２６】
消音システム１は、例えば、空間１１が部屋であり、騒音発生部１２が、隣接する他の空間（例えば工場など）である例を示す。なお、騒音発生部１２とは、必ずしも騒音の発生源そのものでなくてもよく、騒音が生じている空間や場所などのすべてを含むものとする。
【００２７】
空間１１と騒音発生部１２とは、第１の構造体である構造体９ａと、第２の構造体である構造体９ｂで仕切られている。図示したように、構造体９ａと構造体９ｂは別体であり、構造体９ｂは、構造体９ａから離間して空間１１に近い側に配置される。なお、構造体９ａ、９ｂは、完全に離間している必要はなく、一部が接触していてもよい。
【００２８】
構造体９ａ、９ｂは部屋の壁である。なお、構造体９ａが、部屋の壁部であって、構造体９ｂが壁部の空間１１内に配置された簡易壁やパーテションであってもよい。また、部屋の壁が中空壁の場合には、構造体９ａが外壁部であり、構造体９ｂが内壁部であってもよい。すなわち、本発明における「壁部」とは、空間１１と騒音発生部１２の少なくとも一部を仕切るものであればいずれの形態であってもよく、天井や床などの上下の仕切り部も含み、また、壁の一部の構造も含むものである。
【００２９】
構造体９ａには、ピックアップ３が取り付けられる。ピックアップ３は構造体９ａの振動を取得する。ピックアップ３は、例えば骨伝導スピーカのように、電気信号で振動体を振動させて、対象物に振動を伝達するものを使用でき、その逆の原理で、構造体９ａの振動をピックアップ３で取得して電気信号に変換する。
【００３０】
ピックアップ３はアンプ７に接続される。アンプ７は、ピックアップ３で取得した振動情報に対して、位相を調整可能な増幅回路を有する。なお、処理時間を早めるためには、デジタル回路であってもよく、アナログ回路であってもよい。アンプ７では、ピックアップ３で取得した振動を逆位相に変換して、増幅させて電気信号を発生させる。また、アンプ７は、構造体９ａ、９ｂの距離や材質などに応じて、電気信号の増幅量や、必要に応じて、振動の遅延時間等の調整やフィルターを行うことができる。例えば、アンプ７は、構造体９ａと構造体９ｂの距離に応じた時間差で、構造体９ｂを振動させることが望ましい。
【００３１】
アンプ７には、振動体５が接続される。アンプ７から出力された電気信号は振動体５に伝達され、振動体５を振動させる。振動体５は、構造体９ｂに取り付けられる。したがって、振動体５によって、構造体９ｂの全体を振動させることができる。
【００３２】
振動体５は、ピックアップ３と同様に、例えば骨伝導スピーカのように、構造体９ｂを振動させる。すなわち、構造体９ｂ全体をスピーカとして機能させることができる。なお、構造体９ａから構造体９ｂへ空気中を伝達するよりも、ピックアップ３で構造体９ａの振動を取得してから、アンプ７を経由して振動体５によって構造体９ｂを振動させる方が短時間で、構造体９ｂへ振動を伝えることができる。
【００３３】
次に、消音システム１の機能について説明する。通常、消音システム１を用いない場合には、騒音発生部１２で発生した騒音は、構造体９ａ、９ｂ等の壁を介して空間１１に侵入する。その際、騒音発生部１２内において、振動源の振動が空気振動で構造体９ａ、９ｂに伝わり、構造体９ａ、９ｂの振動によって、空間１１内の空気を振動させる。
【００３４】
ここで、部屋の室外からの音による構造体９ａの振動をピックアップ３で取得し、アンプ７で位相を反転させて振動体５を振動させる。この際、構造体９ａから空気振動により伝わった、構造体９ｂの振動と、振動体５による構造体９ｂの振動とが打ち消し合うことで、構造体９ｂの振動を抑制することができる。したがって、室外から、構造体９ａ、９ｂを介して空間１１内へ侵入する騒音を低減することができる。
【００３５】
第１の実施形態によれば、騒音発生部１２で発生した騒音が空間１１へ侵入することを抑制することができる。この際、従来のように、騒音の空気振動を取得して、これと逆位相の振動を、スピーカによる空気振動でノイズキャンセルする場合と比較して、騒音の侵入部の構造体自体を振動させるため、空間１１の全体に対して、効率良く消音することができる。したがって、特許文献１のように、空間１１内の人ごとにヘッドセットなどを着用する必要がなく、また、特許文献２のように空間１１の位置によって消音効果が大きく変動することがない。
【００３６】
また、アンプ７によって、あらかじめ構造体９ａ、９ｂの距離や材質などに応じて適切な振動条件で振動体５を振動させることで、効率良く消音することができる。
【００３７】
次に、第２の実施形態について説明する。図２は、第２の実施形態にかかる消音システム１ａを示す図である。なお、以下の説明において、消音システム１と同様の機能を奏する構成については、図１と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００３８】
消音システム１ａは、消音システム１とほぼ同様の構成であるが、構造体９ａ、９ｂが壁ではなく窓である点で異なる。消音システム１ａは、屋外からの騒音が室内に侵入することを抑制するものである。
【００３９】
この場合、窓が二重窓であれば、外側の窓を構造体９ａとし、内側の窓を構造体９ｂとする。このようにすることで、消音システム１と同様の効果を得ることができる。
【００４０】
第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、空間が、部屋の室内である場合には、構造体９ａ、９ｂは、部屋の壁部または窓とすることができる。
【００４１】
また、本実施形態に係る消音システム１ａ、１ｂは、自動車の室内の空間１１に対しても有効である。例えば、エンジンルームやホイールハウジングなどにピックアップ３を配置し、室内のパネル等に振動体５を配置する。
【００４２】
なお、振動体５を構造体９ｂのみに配置したが、振動体５を複数個所に配置してもよい。すなわち、構造体９ｂが複数個所に配置されてもよい。また、図３（ａ）に示す消音システム１ｂのように、振動体５を構造体９ｂのみではなく、構造体９ａにも配置してもよい。また、図３（ｂ）に示す消音システム１ｃのように、構造体９ａと構造体９ｂとが一体であってもよい。
【００４３】
このように、構造体９ａの振動をピックアップ３で取得し、同じ構造体９ａに対して振動体５を配置しても、わずかな遅れは生じるものの、構造体９ａの振動を低減することができる。すなわち、構造体９ａで取得した振動と逆位相の振動を瞬時に構造体９ａに与えることで、構造体９ａの振動を減衰することができ、特に低周波の騒音の室内への侵入を抑制することができる。
【００４４】
次に、第３の実施形態について説明する。図４は、第３の実施形態にかかる消音システム１ｄを示す図である。本実施形態では、騒音発生部１２が、空間１１の中におかれた電気製品１５である例である。電気製品１５としては、内部に振動源１３を有するものであればいずれのものでもよく、例えば、エアコンや洗濯機などである。
【００４５】
電気製品１５の内部には、モータや動作部などの振動源１３が配置される。この場合、構造体９ａは、電気製品１５の筐体や振動源１３のケースなどである。前述したように、構造体９ａには、ピックアップ３が取り付けられる。なお、ピックアップ３は、振動源１３に直接取り付けられてもよい。
【００４６】
また、構造体９ｂは、電気製品１５の筐体とする。例えば、電気製品１５の最外周の筐体に振動体５が取り付けられる。
【００４７】
電気製品１５の内部の振動源１３で発生する騒音は、そのケースや筐体等を振動させる。この振動をピックアップ３で取得し、アンプ７によって振動を逆位相に変換して振動体５によって、電気製品１５の筐体等を振動させることで、内部の騒音が外部の空間１１に漏れ出すことを抑制することができる。なお、この場合でも、ピックアップ３で振動を取得する構造体（例えば振動源のケースや電気製品の筐体）と、振動体５で振動させる構造体とは、同じであってもよく、別体であってもよい。
【００４８】
以上、第３の実施形態によれば、第１の実施形態と同一の効果を得ることができる。このように、空間１１の外部からの騒音の侵入のみではなく、空間１１内部に配置された電気製品１５から外部空間へ漏れ出す騒音も効率良く消音すすることができる。
【００４９】
以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００５０】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ………消音システム
３………ピックアップ
５………振動体
７………アンプ
９ａ、９ｂ………構造体
１１………空間
１２………騒音発生部
１３………振動源
１５………電気製品
【図１】
2019184839.tif 000003
【図２】
2019184839.tif 000004
【図３】
2019184839.tif 000005
【図４】
2019184839.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】令和1年7月8日(2019.7.8)
【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】
消音システムであって、
空間と騒音発生部を仕切る構造体の振動を取得するピックアップと、
前記ピックアップから得られた振動と逆位相の電気信号を発生させるアンプと、
前記アンプからの電気信号によって構造体を振動させる振動体と、
を具備し、
前記ピックアップは第１の構造体のみに配置され、
前記振動体は、前記第１の構造体と、前記第１の構造体と別体である第２の構造体の両者にそれぞれ配置され、
前記第２の構造体は、前記第１の構造体から離間して前記空間に近い側に配置され、
前記空間に構造体を介して侵入する音を低減することを特徴とする消音システム。
【請求項２】
前記アンプは、前記第１の構造体と前記第２の構造体の距離に応じた時間差で、前記第２の構造体を振動させることを特徴とする請求項１記載の消音システム。
【請求項３】
前記空間は、部屋の室内であり、部屋の室外からの音による部屋の壁部または窓の振動を前記ピックアップによって取得し、
前記振動体は、部屋の壁部または窓を振動させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の消音システム。
【請求項４】
前記空間は、電気製品の筐体の外部空間であり、前記筐体または前記筐体の内部の振動源の振動を前記ピックアップによって取得し、前記振動体は、前記筐体を振動させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の消音システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
前述した目的を達成するため、本発明は、消音システムであって、空間と騒音発生部を仕切る構造体の振動を取得するピックアップと、前記ピックアップから得られた振動と逆位相の電気信号を発生させるアンプと、前記アンプからの電気信号によって構造体を振動させる振動体と、を具備し、前記ピックアップは第１の構造体のみに配置され、前記振動体は、前記第１の構造体と、前記第１の構造体と別体である第２の構造体の両者にそれぞれ配置され、前記第２の構造体は、前記第１の構造体から離間して前記空間に近い側に配置され、前記空間に構造体を介して侵入する音を低減することを特徴とする消音システムである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
また、第１の構造体と第２の構造体が別体であるので、第１の構造体に伝わる振動を把握して、これよりも空間に近い位置の第２の構造体を振動させることで、空間内に入ってくる騒音を効率よく騒音を消音することができる。この際、第１の構造体と第２の構造体の距離に応じた時間差で第２の構造体を振動させることで効率よく消音することができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
振動体は第２の構造体のみではなく、第１の構造体も振動させる。