(57)【要約】      （修正有）【課題】複数のスピーカを用いるとともにキャンセル効果の位置依存性を抑制することができるアクティブノイズキャンセル装置を提供する。【解決手段】サブスピーカ２０が音通過経路ＲＴ１、ＲＴ２、ＲＴ３、ＲＴ４に音放射面２１１を向けて配置されていることで、メインスピーカ１０の放射音とサブスピーカの放射音との合成音が、音放射空間Ｓ０に放射される。アクティブノイズキャンセル装置１００に対する音放射空間Ｓ０における使用者の位置が変化した場合に、合成音の減衰によって振幅が変化することはあるが、波形の変化は少なくなる。よってキャンセル効果の位置依存性を抑制することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
メインスピーカと少なくとも１つのサブスピーカとを備え、
前記サブスピーカは、前記メインスピーカから音放射空間に向かって延びる音通過経路に音放射面を向けて配置されていることを特徴とするアクティブノイズキャンセル装置。
【請求項２】
前記メインスピーカと前記サブスピーカとは、音放射面同士が対向するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載のアクティブノイズキャンセル装置。
【請求項３】
前記サブスピーカは、前記メインスピーカと前記音放射空間とに挟まれる位置に配置されていることを特徴とする請求項２に記載のアクティブノイズキャンセル装置。
【請求項４】
前記メインスピーカと前記サブスピーカとは、音放射方向が直交するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載のアクティブノイズキャンセル装置。
【請求項５】
前記メインスピーカと前記サブスピーカとは、音放射方向が互いに同じ方向を向くように配置されていることを特徴とする請求項１に記載のアクティブノイズキャンセル装置。
【請求項６】
前記メインスピーカと前記サブスピーカとの相対位置を固定する位置固定部を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のアクティブノイズキャンセル装置。
【請求項７】
ノイズを集音する集音部をさらに備え、
前記集音部は、前記音通過経路の開口部の周囲に配置されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のアクティブノイズキャンセル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクティブノイズキャンセル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、スピーカ装置（音発生装置）では、磁気回路に入力される入力信号と、振動板が振動することによって発生する発生音と、の間に位相差が生じることが知られている。このようなスピーカ装置がノイズキャンセル装置として用いられることがある。このとき、ノイズを集音するとともにノイズと逆位相の音を発生させて打ち消そうとしても、集音から音発生までの時間差だけでなく、上記の位相差により、発生音がノイズの逆位相からずれやすく、発生音とノイズとが打ち消し合いにくかった。そこで、位相差の周波数特性（位相特性）を予め測定又は算出しておき、発生音がノイズの逆位相となるように入力信号を制御する方法も考えられる。しかしながら、例えば最低共振周波数の前後のように位相差の変化率が高くなる周波数帯域が存在することがあるため、このような周波数帯域においては、発生音がノイズの逆位相からずれやすいという不都合があった。
【０００３】
一方、振動板の等価質量と最低共振周波数とを調節することにより、入力信号と発生音との位相差の低減を図ったスピーカユニットが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された従来のスピーカユニットでは、振動板の等価質量と最低共振周波数との積を４００ｇ・Ｈｚ以下に設定することで位相差を低減しており、即ち、位相差の変化率も低くなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２４７７７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載されたスピーカユニットでは、振動板を軽くしたり最低共振周波数を低くしたりする必要があり、設計の自由度が低く、特定の周波数のノイズしか低減することができないという不都合があった。そこで、複数のスピーカを用いてノイズキャンセルする構成が考えられるが、複数のスピーカのそれぞれに対して使用者がどこに位置するかによって、合成音が変化してしまい、キャンセル効果が変化しやすい。
【０００６】
したがって、本発明の課題は、複数のスピーカを用いるとともにキャンセル効果の位置依存性を抑制することができるアクティブノイズキャンセル装置を提供することが一例として挙げられる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述した課題を解決し目的を達成するために、請求項１に記載の本発明のアクティブノイズキャンセル装置は、メインスピーカと少なくとも１つのサブスピーカとを備え、前記サブスピーカは、前記メインスピーカから音放射空間に向かって延びる音通過経路に音放射面を向けて配置されていることを特徴としている。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施例に係るアクティブノイズキャンセル装置を示す斜視図である。
【図２】前記アクティブノイズキャンセル装置を示す断面図である。
【図３】前記アクティブノイズキャンセル装置におけるメインスピーカのスピーカ本体を示す断面図である。
【図４】前記メインスピーカの機械要素を示す模式図である。
【図５】前記メインスピーカの機械要素を回路要素に置換した等価回路図である。
【図６】前記メインスピーカの等価回路のインピーダンス及び発生音の周波数特性のシミュレーション結果を示すグラフである。
【図７】前記メインスピーカにおける位相特性のシミュレーション結果を示すグラフである。
【図８】ノイズ信号と前記メインスピーカが発生するキャンセル信号とこれらの合成信号との波を示すグラフである。
【図９】前記メインスピーカの発生音の音圧特性及び位相特性を示すグラフである。
【図１０】前記サブスピーカの発生音の音圧特性及び位相特性を示すグラフである。
【図１１】前記メインスピーカの発生音と前記サブスピーカの発生音との合成音の音圧特性及び位相特性を示すグラフである。
【図１２】本発明の変形例１−１に係るアクティブノイズキャンセル装置を示す斜視図である。
【図１３】前記アクティブノイズキャンセル装置を示す断面図である。
【図１４】本発明の変形例１−２に係るアクティブノイズキャンセル装置を示す斜視図である。
【図１５】前記アクティブノイズキャンセル装置を示す断面図である。
【図１６】本発明の変形例１−３に係るアクティブノイズキャンセル装置を示す斜視図である。
【図１７】前記アクティブノイズキャンセル装置を示す断面図である。
【図１８】本発明の変形例２−１に係るアクティブノイズキャンセル装置を示す斜視図である。
【図１９】前記アクティブノイズキャンセル装置を示す断面図である。
【図２０】本発明の変形例２−２に係るアクティブノイズキャンセル装置を示す斜視図である。
【図２１】前記アクティブノイズキャンセル装置を示す断面図である。
【図２２】本発明の変形例２−３に係るアクティブノイズキャンセル装置を示す斜視図である。
【図２３】前記アクティブノイズキャンセル装置を示す断面図である。
【図２４】本発明の変形例２−４に係るアクティブノイズキャンセル装置を示す斜視図である。
【図２５】前記アクティブノイズキャンセル装置を示す断面図である。
【図２６】本発明の変形例３−１に係るアクティブノイズキャンセル装置を示す斜視図である。
【図２７】前記アクティブノイズキャンセル装置を示す断面図である。
【図２８】本発明の変形例３−２に係るアクティブノイズキャンセル装置を示す斜視図である。
【図２９】前記アクティブノイズキャンセル装置を示す断面図である。
【図３０】本発明の変形例３−３に係るアクティブノイズキャンセル装置を示す斜視図である。
【図３１】前記アクティブノイズキャンセル装置を示す断面図である。
【図３２】本発明の変形例４−１に係るアクティブノイズキャンセル装置を示す斜視図である。
【図３３】前記アクティブノイズキャンセル装置を示す断面図である。
【図３４】本発明の変形例４−２に係るアクティブノイズキャンセル装置を示す斜視図である。
【図３５】前記アクティブノイズキャンセル装置を示す断面図である。
【図３６】本発明の変形例４−３に係るアクティブノイズキャンセル装置を示す斜視図である。
【図３７】前記アクティブノイズキャンセル装置を示す断面図である。
【図３８】本発明の変形例４−４に係るアクティブノイズキャンセル装置を示す斜視図である。
【図３９】前記アクティブノイズキャンセル装置を示す断面図である。
【図４０】本発明の変形例５−１に係るアクティブノイズキャンセル装置を示す斜視図である。
【図４１】前記アクティブノイズキャンセル装置を示す断面図である。
【図４２】本発明の変形例５−２に係るアクティブノイズキャンセル装置を示す斜視図である。
【図４３】前記アクティブノイズキャンセル装置を示す断面図である。
【図４４】本発明の変形例５−３に係るアクティブノイズキャンセル装置を示す斜視図である。
【図４５】前記アクティブノイズキャンセル装置を示す断面図である。
【図４６】本発明の変形例６に係るアクティブノイズキャンセル装置が車両に設けられた様子を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を説明する。本発明の実施形態に係るアクティブノイズキャンセル装置は、メインスピーカと少なくとも１つのサブスピーカとを備える。サブスピーカは、メインスピーカから音放射空間に向かって延びる音通過経路に音放射面を向けて配置されている。
【００１０】
サブスピーカが音通過経路に音放射面を向けて配置されていることで、メインスピーカの放射音とサブスピーカの放射音との合成音が、音放射空間に放射される。従って、アクティブノイズキャンセル装置に対する使用者の位置が変化した場合に、合成音の減衰によって振幅が変化することはあるものの、波形は変化しにくい。従って、キャンセル効果の位置依存性を抑制することができる。尚、音放射空間とは、使用者（アクティブノイズキャンセル装置が移動体に設けられる場合には搭乗者）が存在する空間を意味する。
【００１１】
メインスピーカとサブスピーカとは、音放射面同士が対向するように配置されてもよいし、音放射方向が直交するように配置されてもよいし、音放射方向が互いに同じ方向を向くように配置されてもよい。また、メインスピーカとサブスピーカとが、音放射面同士が対向するように配置される場合、サブスピーカは、メインスピーカと音放射空間とに挟まれる位置に配置されていることが好ましい。
【００１２】
メインスピーカとサブスピーカとの相対位置を固定する位置固定部を備えることが好ましい。これにより、メインスピーカの放射音とサブスピーカの放射音との合成音の波形がさらに変化しにくくなり、キャンセル効果の位置依存性をさらに抑制することができる。
【００１３】
ノイズを集音する集音部をさらに備え、集音部は、音通過経路の開口部の周囲に配置されていることが好ましい。これにより、集音部がスピーカの放射音を直接集音しにくく、ハウリングを抑制することができる。
【実施例】
【００１４】
以下、本発明の実施例について具体的に説明する。図１は、本発明の実施例に係るアクティブノイズキャンセル装置１００を示す斜視図であり、図２は、アクティブノイズキャンセル装置１００を示す断面図であり、図３は、アクティブノイズキャンセル装置１００におけるメインスピーカ１０のスピーカ本体１１を示す断面図であり、図４は、メインスピーカ１０の機械要素を示す模式図であり、図５は、メインスピーカ１０の機械要素を回路要素に置換した等価回路図であり、図６は、メインスピーカ１０の等価回路のインピーダンス及び発生音の周波数特性のシミュレーション結果を示すグラフであり、図７は、メインスピーカ１０における位相特性のシミュレーション結果を示すグラフであり、図８は、ノイズ信号とメインスピーカ１０が発生するキャンセル信号とこれらの合成信号との波を示すグラフである。
【００１５】
アクティブノイズキャンセル装置１００は、図１、２に示すように、第１スピーカとしてのメインスピーカ１０と、第２スピーカとしてのサブスピーカ２０と、制御部と、位相調節部と、位置固定部３０と、集音部４０と、を備え、移動体（例えば車両）に設けられてロードノイズをキャンセルする。
【００１６】
メインスピーカ１０は、スピーカ本体１１と、スピーカ本体１１を収容するエンクロージャ１２と、共振素子としての弾性部材８Ａと、を備える。スピーカ本体１１は、図３に示すように、フレーム２と、フレーム２に接続される振動板３と、振動板３をフレーム２に接続するエッジ４と、振動板３に直接的に接続される筒状のボイスコイル５と、ボイスコイル５をフレーム２に接続するダンパ６と、ボイスコイル５の内側に挿入される磁気回路７と、を備えた一般的なコーン型のスピーカ装置である。スピーカ本体１１の振動板３に弾性部材８Ａが接続されている。尚、本実施例では、メインスピーカ１０が共振素子を備えるものとして説明するが、共振素子を備えないメインスピーカを用いてもよい。
【００１７】
磁気回路７は、ボイスコイル５の内側において、図３における下から順に、磁石７１とプレート７２と磁石７３とが積み重ねられた突出形状を有している。
【００１８】
弾性部材８Ａは、例えばゴムによって平面視円環状に形成されるとともに、その外周縁８１が振動板３の音放射面（本実施例では中央部よりもボイスコイル５側）に接続されるとともに、内周縁８２が自由端となり、自由端の内側におもり８５が接続される。
【００１９】
このようなスピーカ本体１１において音を放射する際、振動板３及び弾性部材８Ａは次のように振動する。振動板３は、その内周側（ボイスコイル５側）に対して外周縁（エッジ４側）にほとんど遅れが生じず、全体が一体的に振動する。一方、弾性部材８Ａは、外周縁８１においては振動板３と一体的に振動するものの、その弾性により、内周縁８２においては外周縁８１よりも遅れて振動する。言い換えれば、弾性部材８Ａ内を伝搬する振動の波は、内周縁８２に対して外周縁８１よりも遅れて到達するので、内周縁８２における振動の波の位相と、外周縁８１における振動の波の位相と、の間に所定の差が生じる。
【００２０】
従って、メインスピーカ１０における機械要素を図４のように模式的に示すことができる。即ち、弾性部材８Ａが、振動板３に接続されるとともに所定の質量を有する剛体８３と、剛体８３に接続されて伸縮時に機械抵抗を生じるとともに所定の質量を有するバネ８４と、により構成されているとみなすことができる。また、弾性部材８Ａには、おもり８５が接続されている。また、振動板３については機械要素を図示しないが、振動板３とダンパ６とエッジ４は、弾性及び質量を有していることから、バネとおもりと機械抵抗とにより構成されているものとみなすことができる。
【００２１】
図４に示すような機械要素を電気的な回路要素に置換すると、図５に示すような等価回路となる。即ち、振動板３による部分Ｅ１と、弾性部材８Ａによる部分Ｅ２と、が直列に接続された回路となる。振動板３による部分Ｅ１においては、ダンパ６及びエッジ４の機械抵抗による抵抗Ｒ１と、ダンパ６及びエッジ４のコンプライアンスによるコンデンサＣ１と、振動板３、ダンパ６及びエッジ４の振動質量によるコイルＬ１と、が直列に接続されている。また、弾性部材８Ａによる部分Ｅ２においては、バネ８４のコンプライアンスによるコンデンサＣ２と、バネ８４の機械抵抗による抵抗Ｒ２と、が直列に接続されるとともに、コンデンサＣ２及び抵抗Ｒ２に対し、おもり８５の振動質量によるコイルＬ２が並列に接続されている。
【００２２】
サブスピーカ２０は、スピーカ本体２１と、スピーカ本体２１を収容するエンクロージャ２２と、を備える。サブスピーカ２０は、メインスピーカ１０と同様に共振素子を備えていてもよいし、備えていなくてもよい。また、メインスピーカ１０におけるスピーカ本体１１の最低共振周波数と、サブスピーカ２０におけるスピーカ本体２１の最低共振周波数と、は互いに等しくてもよいし、異なっていてもよい。また、サブスピーカ２０は、メインスピーカ１０と特性が等しい（ハードウェア的に同じ構成を有する）ものであってもよいし、メインスピーカ１０より小型のものであってもよい。
【００２３】
上記のような等価回路に基づいて求めたメインスピーカ１０のインピーダンスの周波数特性、並びに、音圧特性のシミュレーション結果を図６に示す。尚、図６では、左側の縦軸が音圧特性に対応し、右側の縦軸がインピーダンスに対応している。また、周波数を示す横軸は対数表示されている。
【００２４】
メインスピーカ１０における音圧特性は、スピーカ本体２の最低共振周波数に応じたピーク（約９０Ｈｚ）と、他の回路要素によるサブピーク（約３０〜４０Ｈｚ）と、を有する。サブピークの周波数は、主に弾性部材８Ａの共振周波数によって定まる。
【００２５】
メインスピーカ１０の入出力位相差の周波数特性（以下、単に「位相特性」とする）のシミュレーション結果を図７に示す。図７では、位相が−１８０°以下の値については、３６０°を加算した値で表示し直し、位相が１８０°よりも大きい値については、３６０°を減算した値で表示し直している。メインスピーカ１０の位相特性は、変化が比較的なだらかな平坦領域（約４０〜６０Ｈｚ）を有するとともに、平坦領域の前後に、変化が急峻な領域を有している。
【００２６】
制御部は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）などのメモリを備えたＣＰＵ（Central Processing Unit）で構成され、アクティブノイズキャンセル装置１００の全体制御を司る。具体的には、集音部４０から受信した信号に応じて、メインスピーカ１０とサブスピーカ２０とを独立に制御する。
【００２７】
位相調節部は、メインスピーカ１０およびサブスピーカ２０のそれぞれの発生音の位相を調節するためのものであって、アナログフィルタまたはデジタルフィルタによって構成される。
【００２８】
位置固定部３０は、メインスピーカ１０とサブスピーカ２０との相対位置を固定する４本の柱部材３０Ａ〜３０Ｄによって構成されている。４本の柱部材３０Ａ〜３０Ｄは、エンクロージャ１２、２２におけるスピーカ配置面（スピーカ本体１１、２１が設けられた面）１２１、２２１の四隅のそれぞれに配置されている。これにより、メインスピーカ１０とサブスピーカ２０とは、スピーカ本体１１、２１の音放射面１１１、２１１同士が対向するように配置される。また、メインスピーカ１０とサブスピーカ２０との間隔は、柱部材３０Ａ〜３０Ｄの長さによって決まる。
【００２９】
４本の柱部材３０Ａ〜３０Ｄのうち隣り合う２本と、メインスピーカ１０およびサブスピーカ２０の側面（スピーカ配置面１２１、２２１と交差する面）と、によって４つの開口部５０Ａ〜５０Ｄが構成されている。
【００３０】
集音部４０は、マイクであって、メインスピーカ１０のエンクロージャ１２の側面に隣り合うように配置されている。即ち、集音部４０は、開口部５０Ｂの周囲に配置されている。尚、本実施例では１つの集音部４０が設けられているものとするが、４つの開口部５０Ａ〜５０Ｄのそれぞれの周囲に集音部が設けられてもよい。
【００３１】
ここで、アクティブノイズキャンセル装置１００が放射する音の経路について説明する。まず、本実施例では、アクティブノイズキャンセル装置１００が車両の座席下に配置され、搭乗者が位置する空間を、アクティブノイズキャンセル装置１００が音を放射する音放射空間とする。このとき、音放射空間Ｓ０は、サブスピーカ２０を挟んでメインスピーカ１０の反対側（即ち、メインスピーカ１０から見てサブスピーカ２０のさらに奥側）に位置する。即ち、サブスピーカ２０は、メインスピーカ１０と音放射空間Ｓ０とに挟まれる位置に配置されている。音放射空間Ｓ０は、使用者が存在する空間であり、移動体に搭載される本実施例のアクティブノイズキャンセル装置１００においては、搭乗者が存在する空間（車両の場合には座席が設けられた車室内空間）である。メインスピーカ１０から放射された音は、スピーカ配置面１２１、２２１同士の間を通過して各開口部５０Ａ〜５０Ｄに向かって進行し、開口部５０Ａ〜５０Ｄから音放射空間Ｓ０に向かう。即ち、スピーカ配置面１２１、２２１及び４つの開口部５０Ａ〜５０Ｄによって４つの音通過経路ＲＴ１〜ＲＴ４が形成されている。
【００３２】
サブスピーカ２０のスピーカ本体２１は、その音放射面２１１がメインスピーカ１０のスピーカ本体１１に向けられており、スピーカ配置面１２１、２２１同士の間に音を放射する。即ち、サブスピーカ２０は、音通過経路ＲＴ１〜ＲＴ４に音放射面２１１を向けて配置されている。
【００３３】
以上のようなアクティブノイズキャンセル装置１００によってノイズキャンセルしようとした場合、ノイズ信号と、アクティブノイズキャンセル装置１００が放射するキャンセル信号と、の間に位相差が生じてしまうと、キャンセル効果が低下したり、逆にノイズが増大したりしてしまうことがある。例えば、ノイズ信号とキャンセル信号との位相差が６０°の場合について、ノイズ信号、ノイズ信号と振幅の等しいキャンセル信号及びこれらの合成信号の波を図８に示す。ノイズ信号及びキャンセル信号が放射された空間において実際に発生する音の音圧は、合成信号の振幅となる。図８の例では、ノイズ信号とキャンセル信号とで振幅が等しい場合には、ノイズ信号の振幅と合成信号の振幅とが等しくなり、ノイズ信号とキャンセル信号との位相差が６０°を超えるとキャンセル効果が得られなくなる。
【００３４】
メインスピーカ１０は、図９に示すように、ノイズのうち４０Ｈｚを主にキャンセルするように制御されて音を放射する。図９では、横軸が周波数を示し、左側の縦軸が位相（余弦表示）を示し、右側の縦軸が音圧を示す。また、実線がメインスピーカ１０の発生音の音圧特性を示し、破線が位相特性を示す。位相θの余弦ｃｏｓθが−１となる周波数では、メインスピーカ１０の発生音とノイズとが逆位相となり、１となる周波数では、メインスピーカ１０の発生音とノイズとが同位相となる。このとき、４０Ｈｚにおいてメインスピーカ１０の発生音とノイズとが逆位相となり、１３０Ｈｚにおいてメインスピーカ１０の発生音とノイズとが同位相となる。
【００３５】
メインスピーカ１０の発生音とノイズとの合成音の音圧は、発生音の音圧と、ノイズの音圧と、位相差と、によって決まる。図９に示す例では、メインスピーカ１０の発生音の音圧は、４０Ｈｚにおいて最大となり、高周波数側に向かうにしたがって小さくなる傾向を示す。このとき、メインスピーカ１０の発生音とノイズとの合成音の音圧は、１００Ｈｚで最大となる。合成音の音圧が最大となる周波数は、この例のようにメインスピーカ１０の発生音とノイズとが同位相となる周波数（１３０Ｈｚ）から若干ずれることもあるし、メインスピーカ１０の発生音とノイズとが同位相となる周波数と一致することもある。
【００３６】
そこで、制御部は、位相調節部を用いることにより、図１０に示すように、発生音が１００Ｈｚにおいてノイズと逆位相となるとともに、１００Ｈｚでの音圧が極大となるように、サブスピーカ２０を制御する。これにより、メインスピーカ１０の発生音とサブスピーカ２０の発生音との合成音は、図１１に示すような特性を有する。図１１に示す合成音の位相特性では、図９に示すメインスピーカ１０単独の発生音と比較して、１００Ｈｚ近傍においてノイズと発生音との強め合いが生じにくくなっている。即ち、制御部は、メインスピーカ１０の発生音のうち音圧が最大となる周波数よりも高周波数側において、メインスピーカ１０の発生音とノイズとの合成音の音圧が最大の周波数成分をキャンセルするように、サブスピーカ２０を制御している。
【００３７】
尚、メインスピーカ１０によって主にキャンセルするノイズの周波数（メインスピーカ１０の発生音のうち音圧が最大となる周波数）が決まれば、強め合いが生じやすい周波数も決まる。このとき制御部は、リアルタイムで集音したノイズの基づき、位相調節部を用いることでサブスピーカ２０の発生音の位相を調節してもよい。また、メインスピーカ１０によってノイズと強め合いが生じやすい周波数を、例えばテーブルとして適宜な記憶手段に記憶しておき、この記憶した情報に基づき、制御部がサブスピーカ２０の発生音の位相を調節してもよい。このとき、制御部は、アクティブノイズキャンセル装置の使用環境に応じて、記憶した情報を適宜補正し、サブスピーカ２０の発生音の位相を調節してもよい。
【００３８】
このとき、サブスピーカ２０の放射音の音圧を、メインスピーカ１０による発生音の音圧以下とし、メインスピーカ１０による発生音のみをキャンセルしてもよいし、メインスピーカ１０による発生音の音圧よりも大きくしてロードノイズもキャンセルしてもよい。
【００３９】
また、キャンセル対象発生音の周波数以外の周波数において、ロードノイズと逆位相の音をサブスピーカ２０に発生させることにより、サブスピーカ２０を用いてロードノイズをキャンセルさせてもよい。
【００４０】
上記の構成により、サブスピーカ２０が音通過経路ＲＴ１〜ＲＴ４に音放射面２１１を向けて配置されていることで、メインスピーカ１０の放射音とサブスピーカの放射音との合成音が、音放射空間Ｓ０に放射される。従って、アクティブノイズキャンセル装置１００に対する使用者の位置が変化した場合に、合成音の減衰によって振幅が変化することはあるものの、波形は変化しにくい。従って、キャンセル効果の位置依存性を抑制することができる。
【００４１】
メインスピーカ１０とサブスピーカ２０との相対位置が、位置固定部３０によって固定されていることで、メインスピーカ１０の放射音とサブスピーカの放射音との合成音の波形がさらに変化しにくくなり、キャンセル効果の位置依存性をさらに抑制することができる。
【００４２】
集音部４０が音通過経路ＲＴ２の開口部５０Ｂの周囲に配置されていることで、集音部４０がスピーカ１０、２０の放射音を直接集音しにくく、ハウリングを抑制することができる。
【００４３】
なお、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、本発明の目的が達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
【００４４】
例えば、前記実施例では、位置固定部３０が４本の柱部材３０Ａ〜３０Ｄによって構成され、４つの音通過経路ＲＴ１〜ＲＴ４が形成されるものとしたが、このような構成に限定されない。
【００４５】
変形例１−１のアクティブノイズキャンセル装置１００Ｂとして図１２、１３に示すように、位置固定部は、３枚の板状部材６０Ａ〜６０Ｃによって構成されてもよい。メインスピーカ１０とサブスピーカ２０とは、前記実施例と同様に対向配置されている。３枚の板状部材６０Ａ〜６０Ｃは、メインスピーカ１０とサブスピーカ２０との間の空間を三方から囲み、一面において開口部５０Ｅが形成されている。即ち、開口部５０Ｅを通過する１つの音通過経路が形成されている。また、集音部４０は、開口部５０Ｅの周囲に（メインスピーカ１０のエンクロージャ１２の側面に隣り合うように）配置されている。
【００４６】
変形例１−２のアクティブノイズキャンセル装置１００Ｃとして図１４、１５に示すように、位置固定部は、４枚の板状部材６０Ａ〜６０Ｄによって構成されてもよい。メインスピーカ１０とサブスピーカ２０とは、前記実施例と同様に対向配置されている。４枚の板状部材６０Ａ〜６０Ｄは、メインスピーカ１０とサブスピーカ２０との間の空間を四方から囲み、１枚の板状部材６０Ｄに開口筒部６０１が形成されている。即ち、開口筒部６０１を通過する１つの音通過経路が形成されている。また、集音部４０は、開口筒部６０１の周囲に配置されている。
【００４７】
変形例１−３のアクティブノイズキャンセル装置１００Ｄとして図１６、１７に示すように、位置固定部が設けられず、メインスピーカ１０及びサブスピーカ２０が、ノイズキャンセル装置１００以外の部材に固定される構成としてもよい。例えば、メインスピーカ１０が車両の床面に固定され、サブスピーカ２０が座席の下面に固定されることにより、メインスピーカ１０とサブスピーカ２０とが対向配置されていればよい。このとき、メインスピーカ１０とサブスピーカ２０との間の空間は四方において周囲と連通している。メインスピーカ１０から放射された音は、スピーカ配置面１２１、２２１同士の間を通過し、メインスピーカ１０とサブスピーカ２０との間の空間から周囲に放射される。即ち、スピーカ配置面１２１、２２１によって音通過経路が形成されている。
【００４８】
また、前記実施例では、メインスピーカ１０とサブスピーカ２０とが対向配置されるものとしたが、メインスピーカ１０とサブスピーカ２０との配置はこれに限定されない。即ち、変形例２−１〜変形例２−４のアクティブノイズキャンセル装置１００Ｅ〜１００Ｈとして図１８〜２５に示すように、メインスピーカ１０とサブスピーカ２０とが、音放射方向が直交するようにＬ字状に配置されてもよい。このとき、メインスピーカ１０のスピーカ配置面１２１と、サブスピーカ２０のエンクロージャ２２の側面と、が固定されることにより、相対位置が固定されている。尚、メインスピーカ１０のエンクロージャ１２とサブスピーカ２０のエンクロージャ２２とは、区画されていてもよいし連通していてもよい。
【００４９】
変形例２−１のアクティブノイズキャンセル装置１００Ｅでは、図１８、１９に示すように、メインスピーカ１０に対向する対向板部７０Ａと、サブスピーカ２０に対向する対向板部７０Ｂと、対向板部７０Ａとスピーカ配置面１２１とを連結する２本の柱部材３０Ｅと、対向板部７０Ｂとスピーカ配置面２２１とを連結する２本の柱部材３０Ｆと、が設けられている。これにより、スピーカ配置面１２１と対向板部７０Ａと柱部材３０Ｅとによって開口部５０Ｆが形成される。また、スピーカ配置面２２１と対向板部７０Ｂと柱部材３０Ｆとによって開口部５０Ｇが形成される。また、スピーカ配置面１２１と対向板部７０Ａとスピーカ配置面２２１と対向板部７０Ｂとによって、２つのＬ字状の開口部５０Ｈ、５０Ｉが形成される。
【００５０】
メインスピーカ１０から放射された音は、４つの開口部５０Ｆ〜５０Ｉを通過して音放射空間Ｓ０に向かう。即ち、４つの音通過経路が形成されている。集音部４０は、開口部５０Ｈの周囲に（メインスピーカ１０のエンクロージャ１２の側面に隣り合うように）配置されている。このとき、集音部４０は、メインスピーカ１０の音放射面１１１からの距離と、サブスピーカ２０の音放射面２１１からの距離と、が略等しくなるように、メインスピーカ１０とサブスピーカ２０とによって構成されるＬ字の角部に配置されている。
【００５１】
変形例２−２のアクティブノイズキャンセル装置１００Ｆは、図２０、２１に示すように、変形例２−１の構成に加え、開口部５０Ｆ、５０Ｈ、５０Ｉを閉塞する板状部材６０Ｅ〜６０Ｇが設けられたものである。即ち、１つの開口部５０Ｇのみが形成されており、１つの音通過経路が形成されている。集音部４０は、開口部５０Ｇの周囲に（対向板部７０Ｂに隣り合うように）配置されている。開口部５０Ｇは、サブスピーカ２０に近い側に形成されたものである。メインスピーカ１０の放射音の位相は、集音したノイズの逆位相となるように制御される。一方、サブスピーカ２０の放射音の位相は、メインスピーカ１０の放射音の一部の逆位相となるように制御される。サブスピーカ２０に近い開口部５０Ｆの周囲において、メインスピーカ１０の放射音を集音し、この逆位相となるようにサブスピーカ２０に音を放射させれば、サブスピーカ２０の放射音によってメインスピーカ１０の放射音の一部をキャンセルさせやすい。
【００５２】
変形例２−３のアクティブノイズキャンセル装置１００Ｇは、図２２、２３に示すように、変形例２−２の構成に加え、開口部５０Ｇを閉塞する板状部材６０Ｈが設けられたものである。板状部材６０Ｈには開口筒部６０１が形成されている。即ち、開口筒部６０１を通過する１つの音通過経路が形成されている。また、集音部４０は、開口筒部６０１の周囲に配置されている。
【００５３】
変形例２−４のアクティブノイズキャンセル装置１００Ｈは、図２４、２５に示すように、変形例２−１のアクティブノイズキャンセル装置１００Ｅから対向板部および柱部材を取り除いたものである。メインスピーカ１０から放射された音は、サブスピーカ２０のスピーカ配置面２２１に沿うように進行し、音放射空間Ｓ０に向かう。即ち、メインスピーカ１０のスピーカ配置面１２１からその面直方向に沿って延びる音通過経路が形成されており、サブスピーカ２０はこの音通過経路に音放射面２１１を向けて配置されている。また、集音部４０は、変形例２−１のアクティブノイズキャンセル装置１００Ｅと同様に配置されている。
【００５４】
また、変形例３−１〜変形例３−３のアクティブノイズキャンセル装置１００Ｉ〜１００Ｋとして図２６〜３１に示すように、メインスピーカ１０とサブスピーカ２０とが、音放射方向が互いに同じ方向を向くように配置されてもよい。このとき、メインスピーカ１０とサブスピーカ２０とは、エンクロージャ同士が一体に形成されている（共通エンクロージャ１３を有する）ことで、相対位置が固定されている。尚、共通エンクロージャ１３の内側において、メインスピーカ１０用の空間とサブスピーカ２０用の空間とが区画されていてもよい。
【００５５】
変形例３−１のアクティブノイズキャンセル装置１００Ｉでは、図２６、２７に示すように、メインスピーカ１０及びサブスピーカ２０に対向する対向板部７０Ｃと、対向板部７０Ｃとスピーカ配置面１３１（スピーカ本体１１、２１が設けられる面）とを連結する４本の柱部材３０Ｇと、が設けられている。これにより、スピーカ配置面１３１と対向板部７０Ｃと柱部材３０Ｇとによって４つの開口部５０Ｊ〜５０Ｍが形成される。メインスピーカ１０から放射された音は、４つの開口部５０Ｊ〜５０Ｍを通過して音放射空間Ｓ０に向かう。即ち、４つの音通過経路が形成されている。このとき、サブスピーカ２０は、４つの音通過経路のうち、開口部５０Ｋを通過する経路に音放射面２１１を向けている。集音部４０は、開口部５０Ｊの周囲に（共通エンクロージャ１３の側面に隣り合うように）配置されている。このとき、集音部４０は、メインスピーカ１０の音放射面１１１からの距離と、サブスピーカ２０の音放射面２１１からの距離と、が略等しくなるように配置されている。
【００５６】
変形例３−２のアクティブノイズキャンセル装置１００Ｊでは、図２８、２９に示すように、変形例３−１の構成に加え、開口部５０Ｊ、５０Ｌ、５０Ｍを閉塞する板状部材６０Ｉ〜６０Ｋが設けられたものである。即ち、１つの開口部５０Ｋのみが形成されており、１つの音通過経路が形成されている。集音部４０は、開口部５０Ｋの周囲に（共通エンクロージャ１３の側面に隣り合うように）配置されている。開口部５０Ｋは、サブスピーカ２０に近い側に形成されたものである。
【００５７】
変形例３−３のアクティブノイズキャンセル装置１００Ｋは、図３０、３１に示すように、変形例３−２の構成に加え、開口部５０Ｋを閉塞する板状部材６０Ｌが設けられたものである。板状部材６０Ｌには開口筒部６０１が形成されている。即ち、開口筒部６０１を通過する１つの音通過経路が形成されている。また、集音部４０は、開口筒部６０１の周囲に配置されている。
【００５８】
また、前記実施例では、アクティブノイズキャンセル装置１００が２つのスピーカ１０、２０を備えるものとしたが、アクティブノイズキャンセル装置は、３つ以上のスピーカを備えていてもよい。このとき、１つのメインスピーカに対して複数のサブスピーカが設けられてもよいし、複数のメインスピーカに対して共通した１つのサブスピーカが設けられてもよいし、複数のメインスピーカのそれぞれに対して１又は複数のサブスピーカが設けられてもよい。また、メインスピーカに対してサブスピーカを設け、さらに、サブスピーカの発生音の一部をキャンセルするように、第２のサブスピーカを設けてもよい。
【００５９】
変形例４−１のアクティブノイズキャンセル装置１００Ｌでは、図３２、３３に示すように、１つのメインスピーカ１０に対し、２つのサブスピーカ２０Ａ、２０Ｂが設けられている。サブスピーカ２０Ａは、メインスピーカ１０に対し、音放射面同士が対向するように配置されている。サブスピーカ２０Ｂは、メインスピーカ１０に対し、音放射方向が直交するように配置されている。さらに、サブスピーカ２０Ｂに対向するように対向板部７０Ｄが設けられている。即ち、スピーカ１０、２０Ａ、２０Ｂと対向板部７０Ｄとが四角筒を構成し、筒の両端が開口部５０Ｌ、５０Ｍとなっている。メインスピーカ１０から放射された音は、２つの開口部５０Ｌ、５０Ｍを通過して音放射空間Ｓ０に向かう。即ち、２つの音通過経路が形成されている。集音部４０は、開口部５０Ｌの周囲に（メインスピーカ１０のエンクロージャ１２の側面に隣り合うように）配置されている。尚、隣り合うスピーカのエンクロージャ同士は連通していてもよい。
【００６０】
変形例４−２のアクティブノイズキャンセル装置１００Ｍは、図３４、３５に示すように、変形例４−１の構成に加え、開口部５０Ｍを閉塞する板状部材６０Ｍが設けられたものである。即ち、１つの開口部５０Ｌのみが形成されており、１つの音通過経路が形成されている。集音部４０は、変形例４−１と同様に配置されている。
【００６１】
変形例４−３のアクティブノイズキャンセル装置１００Ｎは、図３６、３７に示すように、変形例４−２の構成に加え、開口部５０Ｌを閉塞する板状部材６０Ｎが設けられたものである。板状部材６０Ｎには開口筒部６０１が形成されている。即ち、開口筒部６０１を通過する１つの音通過経路が形成されている。また、集音部４０は、開口筒部６０１の周囲に配置されている。
【００６２】
変形例４−４のアクティブノイズキャンセル装置１００Ｏは、図３８、３９に示すように、変形例４−１のアクティブノイズキャンセル装置１００Ｌから対向板部を取り除いたものである。メインスピーカ１０から放射された音は、３つのスピーカ配置面によって囲まれた空間内を進行し、音放射空間Ｓ０に向かう。即ち、この空間が音通過経路となっており、サブスピーカ２０Ａ、２０Ｂはこの音通過経路に音放射面２１１を向けて配置されている。また、集音部４０は、変形例４−１のアクティブノイズキャンセル装置１００Ｌと同様に配置されている。
【００６３】
変形例５−１のアクティブノイズキャンセル装置１００Ｐでは、図４０、４１に示すように、１つのメインスピーカ１０に対し、３つのサブスピーカ２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃが設けられている。サブスピーカ２０Ａは、メインスピーカ１０に対し、音放射面同士が対向するように配置されている。サブスピーカ２０Ｂ、２０Ｃは、互いに対向するように配置されるとともに、メインスピーカ１０に対し、音放射方向が直交するように配置されている。即ち、４つのスピーカ１０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃが四角筒を構成し、筒の両端が開口部５０Ｎ、５０Ｏとなっている。メインスピーカ１０から放射された音は、２つの開口部５０Ｎ、５０Ｏを通過して音放射空間Ｓ０に向かう。即ち、２つの音通過経路が形成されている。集音部４０は、開口部５０Ｎの周囲に（メインスピーカ１０のエンクロージャ１２の側面に隣り合うように）配置されている。尚、隣り合うスピーカのエンクロージャ同士は連通していてもよい。
【００６４】
変形例５−２のアクティブノイズキャンセル装置１００Ｑは、図４２、４３に示すように、変形例５−１の構成に加え、開口部５０Ｏを閉塞する板状部材６０Ｏが設けられたものである。即ち、１つの開口部５０Ｎのみが形成されており、１つの音通過経路が形成されている。集音部４０は、変形例５−１のアクティブノイズキャンセル装置１００Ｐと同様に配置されている。
【００６５】
変形例５−３のアクティブノイズキャンセル装置１００Ｒは、図４４、４５に示すように、変形例５−２の構成に加え、開口部５０Ｎを閉塞する板状部材６０Ｐが設けられたものである。板状部材６０Ｐには開口筒部６０１が形成されている。即ち、開口筒部６０１を通過する１つの音通過経路が形成されている。また、集音部４０は、開口筒部６０１の周囲に配置されている。
【００６６】
また、前記実施例では、集音部４０が開口部５０Ｂの周囲に配置されるものとしたが、集音部は、ノイズを効果的にキャンセルできるような位置に配置されていればよい。例えば、変形例６のアクティブノイズキャンセル装置１００Ｓとして図４６に示すように、メインスピーカ１０およびサブスピーカ２０が車両の床面Ｆと座席ＳＨとの間に配置され、これと離れた位置に集音部４０が配置されていてもよい。このとき、メインスピーカ１０およびサブスピーカ１０と、集音部４０と、の間隔は、サブスピーカ２０が主にキャンセルしようとする周波数帯域（例えば１００〜３００Ｈｚ）の波長の１／６以下であることが好ましい。尚、アクティブノイズキャンセル装置において、発生音がノイズの逆位相に対して±６０°以内であればキャンセル効果が得られる。１／６波長とは、６０°／３６０°に対応したものである。また、メインスピーカ１０とサブスピーカ２０との音放射面同士の間隔は、上記波長の１／６以下であることが好ましい。変形例６のアクティブノイズキャンセル装置１００Ｓでは、集音部４０が車両（移動体）の座席における背もたれ部の上側部分に配置（内蔵）されていることにより、着座者の耳の近傍のノイズを集音可能となっている。また、集音部は、座席部ＳＨのヘッドレストに内蔵されてもよい。
【００６７】
その他、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施例に関して特に図示され、且つ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施例に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。従って、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部、もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【００６８】
１００             アクティブノイズキャンセル装置
１０               メインスピーカ
１１１             音放射面
２０               サブスピーカ
２１１             音放射面
３０Ａ〜３０Ｄ     柱部材（位置固定部）
４０               集音部
５０Ｂ             開口部
ＲＴ１〜ＲＴ４     音通過経路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2019066599.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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