(57)【要約】【課題】会話音及びオーディオ音等が含まれる車内の音から騒音のみを対象にして各搭乗者に応じた消音処理を行う。【解決手段】車内の各座席Ｓ１〜Ｓ４のヘッドレストの左右に騒音消去装置１０１〜１０８を配置して集音用のマイクを搭乗者の耳元付近に配置する。マイクが集音した集音信号に対して騒音消去装置１０１〜１０８は周波数帯域の特定、波形の比較、マイクで集音できるレベル比の設定等を行い、集音信号から会話音、サイレン音、クラクション音、オーディオ音を除去して騒音のみに対して消音信号を作成する。作成した消音信号は各座席Ｓ１〜Ｓ４のヘッドレストの左右に設けた消音用スピーカから出力する。【選択図】        図１
2004191871.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車内に設けてある集音手段と、該集音手段が集音した集音信号の位相に対して逆位相の消音信号を作成する消音信号作成手段と、該消音信号作成手段が作成した消音信号を出力する信号出力手段とを備える車内消音システムにおいて、
前記集音手段は、座席のヘッドレストの左右端に夫々配置してあることを特徴とする車内消音システム。
【請求項２】
前記消音信号作成手段は、
周波数帯域を特定する帯域特定手段と、
該帯域特定手段が特定した周波数帯域の前記集音信号の成分に対して前記消音信号を作成する手段と
を備える請求項１に記載の車内消音システム。
【請求項３】
前記消音信号作成手段は、
音源の種類に応じた音信号の波形を記憶する波形記憶手段と、
該波形記憶手段が記憶する音信号の波形及び前記集音信号の波形の比較を行う比較手段と、
該比較手段の比較により同形状の波形がある場合、該同形状の波形に係る前記集音信号の成分の特定を行う成分特定手段と、
該成分特定手段の特定より外れた集音信号の成分に対して消音信号を作成する手段と
を備える請求項１又は請求項２に記載の車内消音システム。
【請求項４】
前記消音信号作成手段は、
音源の種類に応じた音信号の波形を記憶する波形記憶手段と、
該波形記憶手段が記憶する音信号の波形及び前記集音信号の波形の比較を行う比較手段と、
該比較手段の比較により同形状の波形がある場合、前記消音信号の出力を停止する手段と
を備える請求項１又は請求項２に記載の車内消音システム。
【請求項５】
車内に設けてある複数のスピーカへ音響信号を夫々送出する音響装置と、
該音響装置及び前記消音信号作成手段を接続する接続手段とを備え、
前記音響装置は、
前記接続手段を通じて前記消音信号作成手段へ前記各音響信号を送出する手段を備え、
前記消音信号作成手段は、
前記接続手段を通じて前記各音響信号を受け付ける受付手段と、
前記各スピーカから発せられる音響信号に応じた各音を前記集音手段が集音するレベル比を設定するレベル比設定手段と、
該レベル比設定手段が設定したレベル比に応じて前記受付手段が受け付けた各音響信号を合成する合成手段と、
該合成手段が合成した合成音響信号の位相に対して逆位相の逆合成音響信号を作成する逆合成音響信号作成手段と、
該逆合成音響信号作成手段が作成した逆合成音響信号を前記集音信号に合成して合成集音信号を作成する信号合成手段と、
該信号合成手段が作成した合成集音信号の位相に対して逆位相の消音信号を作成する手段と
を備える請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の車内消音システム。
【請求項６】
前記信号出力手段は、前記消音信号を骨伝導に応じた振動で出力する骨伝導手段を備える請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の車内消音システム。
【請求項７】
前記信号出力手段は、密閉型ヘッドホンであり、
前記消音信号作成手段は、
作成した消音信号に前記集音信号を合成して前記密閉型ヘッドホンへ送出する信号送出手段を備え、
前記密閉型ヘッドホンは、
前記信号送出手段が送出した信号を出力する手段を備える請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の車内消音システム。
【請求項８】
集音手段が集音した集音信号の位相に対して逆位相の消音信号を作成して信号出力手段から出力する騒音消去装置において、
音源の種類に応じた音信号の波形を記憶する波形記憶手段と、
該波形記憶手段が記憶する音信号の波形及び前記集音信号の波形の比較を行う比較手段と、
該比較手段の比較により同形状の波形がある場合、該同形状の波形に係る前記集音信号の成分の特定を行う成分特定手段と、
該成分特定手段の特定より外れた集音信号の成分に対して消音信号を作成する手段と
を備えることを特徴とする騒音消去装置。
【請求項９】
前記信号出力手段は、前記消音信号を骨伝導に応じた振動で出力する骨伝導手段を備える請求項８に記載の騒音消去装置。
【請求項１０】
車内に設けてある集音手段が集音信号を集音し、集音した集音信号の位相に対して逆位相の消音信号を作成し、作成した消音信号を信号出力手段で出力する車内消音方法において、
音源の種類に応じた音信号の波形を記憶する波形記憶手段を備え、
該波形記憶手段が記憶する音信号の波形及び前記集音信号の波形を比較し、
比較された波形の中に同形状の波形がある場合、該同形状の波形に係る前記集音信号の成分を特定し、
特定より外れた集音信号の成分に対して消音信号を作成することを特徴とする車内消音方法。
【請求項１１】
車内に設けてある集音手段が集音信号を集音し、集音した集音信号の位相に対して逆位相の消音信号を消音信号作成手段が作成し、作成した消音信号を信号出力手段で出力する車内消音方法において、
車内に設けてある複数のスピーカへ音響信号を夫々送出する音響装置と、
該音響装置及び前記消音信号作成手段を接続する接続手段とを備え、
前記音響装置は、
前記接続手段を通じて前記各音響信号を前記消音信号作成手段へ送出する手段を備え、
前記消音信号作成手段は、
該接続手段を通じて前記各音響信号の受付を行い、
前記各スピーカから発せられる音響信号に応じた各音を前記集音手段が集音するレベル比を設定し、
設定したレベル比に応じて前記受付を行った各音響信号を合成し、
合成した合成音響信号の位相に対して逆位相の逆合成音響信号を作成し、
作成した逆合成音響信号を前記集音信号に合成して合成集音信号を作成し、
作成した合成集音信号の位相に対して逆位相の消音信号を作成することを特徴とする車内消音方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車内の騒音消去に関し、各座席に位置する各搭乗者に応じた騒音消去処理を行う車内消音システム、騒音消去装置及び車内消音方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車内に入り込むロードノイズ及び風切り音のような騒音、エンジン及びトランスミッション部等から生じるメカニカル的な作動により生じる騒音等を低減するため騒音消去システムを備えた車両が存在している。
【０００３】
この種の騒音消去システムの基本的な処理内容は、集音用のマイクを車内に設けた消音装置に接続し、この消音装置がマイクで集めた音の位相に対して逆位相となる逆位相音を作成して車内のスピーカから出力すると云うものである。また、車内のマイクは、騒音以外にも搭乗者の会話及びオーディオ装置が出力する音楽等も集音するので、集音された音の中から騒音成分のみを消去すると云う内容が下記の特許文献１で開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−５６６９０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
車内では各座席の位置に応じて搭乗者に届く騒音のレベルが相異する。例えば、電動タイプのパワーステアリング装置を備える車両において、操舵補助用の電動モータの作動音は近くに位置する運転者に最も大きく聞こえるが、助手席の搭乗者又は後席の搭乗者はパワーステアリング装置から離れているため、作動音は運転者に届くレベルより小さい。
【０００６】
従来の騒音消去システムは、上述した車内の各座席の位置毎に聞こえる音のレベルが相異することを考慮せずに、車両の搭乗者の中で運転者が聞き取る音を基準に消音信号を作成するため、運転者以外の他の搭乗者に対しては適切な消音処理が行われていないと云う問題がある。また、他の搭乗者に不適切な消音信号が伝わると、一段と騒音の対象となる成分が増加する問題がある。
【０００７】
さらに、聞こえる音のレベルを厳密に考慮すると、消音信号作成の基準となる運転者でも、右耳及び左耳では指向方向が異なるため各耳毎に聞き取る音のレベルは相異し、運転者を基準に消音信号を作成していても従来の騒音消去システムでは精度の高い消音処理を実現できていなかったと云う問題がある。
【０００８】
また、騒音と騒音以外の音を明確に区別することは一般に困難であるため、搭乗者の会話音、オーディオ装置の音楽、緊急車両のサイレン音及び他の車両のクラクション音等を含む音から騒音のみを確実に消去するのは不充分であったと云う問題がある。
【０００９】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、集音手段を各搭乗者の耳元付近に配置することで、車両の搭乗者全員に応じた消音処理を行う車内消音システムを提供することを目的とする。
また、本発明は、特定の周波数帯域の音の成分に対してのみ逆位相音を作成することで、搭乗者の会話音のような必要な音成分を除いて騒音を消去する車内消音システムを提供することを目的とする。
【００１０】
さらに、本発明は、緊急車両のサイレン音及び車両のクラクション音等が特定の波形を有することに着目し、各音の波形を比較することで、サイレン音のような車両の運転に必要な音を消音対象から区別して消音処理を行う車内消音システム、騒音消去装置及び車内消音方法を提供することを目的とする。
さらに、また、本発明は、車両に設けられた各スピーカに対する各座席の位置に応じて騒音と各スピーカから出力される音楽、音声等とを区別して、騒音のみを確実に消去する車内消音システム、騒音消去装置及び車内消音方法を提供することを目的とする。
【００１１】
また、本発明は逆位相音を出力する手段及び形態を改良することで、出力される逆位相音は、作成された逆位相音の消音対象となる音を聞き取る搭乗者の耳のみに伝わるようにして消音の処理精度を向上させた車内消音システム及び騒音消去装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
第１発明に係る車内消音システムは、車内に設けてある集音手段と、該集音手段が集音した集音信号の位相に対して逆位相の消音信号を作成する消音信号作成手段と、該消音信号作成手段が作成した消音信号を出力する信号出力手段とを備える車内消音システムにおいて、前記集音手段は、座席のヘッドレストの左右端に夫々配置してあることを特徴とする。
【００１３】
第２発明に係る車内消音システムは、前記消音信号作成手段は、周波数帯域を特定する帯域特定手段と、該帯域特定手段が特定した周波数帯域の前記集音信号の成分に対して前記消音信号を作成する手段とを備えることを特徴とする。
【００１４】
第３発明に係る車内消音システムは、前記消音信号作成手段は、音源の種類に応じた音信号の波形を記憶する波形記憶手段と、該波形記憶手段が記憶する音信号の波形及び前記集音信号の波形の比較を行う比較手段と、該比較手段の比較により同形状の波形がある場合、該同形状の波形に係る前記集音信号の成分の特定を行う成分特定手段と、該成分特定手段の特定より外れた集音信号の成分に対して消音信号を作成する手段とを備えることを特徴とする。
【００１５】
第４発明に係る車内消音システムは、前記消音信号作成手段は、音源の種類に応じた音信号の波形を記憶する波形記憶手段と、該波形記憶手段が記憶する音信号の波形及び前記集音信号の波形の比較を行う比較手段と、該比較手段の比較により同形状の波形がある場合、前記消音信号の出力を停止する手段とを備えることを特徴とする。
【００１６】
第５発明に係る車内消音システムは、車内に設けてある複数のスピーカへ音響信号を夫々送出する音響装置と、該音響装置及び前記消音信号作成手段を接続する接続手段とを備え、前記音響装置は、前記接続手段を通じて前記消音信号作成手段へ前記各音響信号を送出する手段を備え、前記消音信号作成手段は、前記接続手段を通じて前記各音響信号を受け付ける受付手段と、前記各スピーカから発せられる音響信号に応じた各音を前記集音手段が集音するレベル比を設定するレベル比設定手段と、該レベル比設定手段が設定したレベル比に応じて前記受付手段が受け付けた各音響信号を合成する合成手段と、該合成手段が合成した合成音響信号の位相に対して逆位相の逆合成音響信号を作成する逆合成音響信号作成手段と、該逆合成音響信号作成手段が作成した逆合成音響信号を前記集音信号に合成して合成集音信号を作成する信号合成手段と、該信号合成手段が作成した合成集音信号の位相に対して逆位相の消音信号を作成する手段とを備えることを特徴とする。
【００１７】
第６発明に係る車内消音システムは、前記信号出力手段は、前記消音信号を骨伝導に応じた振動で出力する骨伝導手段を備えることを特徴とする。
第７発明に係る車内消音システムは、前記信号出力手段は、密閉型ヘッドホンであり、前記消音信号作成手段は、作成した消音信号に前記集音信号を合成して前記密閉型ヘッドホンへ送出する信号送出手段を備え、前記密閉型ヘッドホンは、前記信号送出手段が送出した信号を出力する手段を備えることを特徴とする。
【００１８】
第８発明に係る騒音消去装置は、集音手段が集音した集音信号の位相に対して逆位相の消音信号を作成して信号出力手段から出力する騒音消去装置において、音源の種類に応じた音信号の波形を記憶する波形記憶手段と、該波形記憶手段が記憶する音信号の波形及び前記集音信号の波形の比較を行う比較手段と、該比較手段の比較により同形状の波形がある場合、該同形状の波形に係る前記集音信号の成分の特定を行う成分特定手段と、該成分特定手段の特定より外れた集音信号の成分に対して消音信号を作成する手段とを備えることを特徴とする。
第９発明に係る騒音消去装置は、前記信号出力手段は、前記消音信号を骨伝導に応じた振動で出力する骨伝導手段を備えることを特徴とする。
【００１９】
第１０発明に係る車内消音方法は、車内に設けてある集音手段が集音信号を集音し、集音した集音信号の位相に対して逆位相の消音信号を作成し、作成した消音信号を信号出力手段で出力する車内消音方法において、音源の種類に応じた音信号の波形を記憶する波形記憶手段を備え、該波形記憶手段が記憶する音信号の波形及び前記集音信号の波形を比較し、比較された波形の中に同形状の波形がある場合、該同形状の波形に係る前記集音信号の成分を特定し、特定より外れた集音信号の成分に対して消音信号を作成することを特徴とする。
【００２０】
第１１発明に係る車内消音方法は、車内に設けてある集音手段が集音信号を集音し、集音した集音信号の位相に対して逆位相の消音信号を消音信号作成手段が作成し、作成した消音信号を信号出力手段で出力する車内消音方法において、車内に設けてある複数のスピーカへ音響信号を夫々送出する音響装置と、該音響装置及び前記消音信号作成手段を接続する接続手段とを備え、前記音響装置は、前記接続手段を通じて前記各音響信号を前記消音信号作成手段へ送出する手段を備え、前記消音信号作成手段は、該接続手段を通じて前記各音響信号の受付を行い、前記各スピーカから発せられる音響信号に応じた各音を前記集音手段が集音するレベル比を設定し、設定したレベル比に応じて前記受付を行った各音響信号を合成し、合成した合成音響信号の位相に対して逆位相の逆合成音響信号を作成し、作成した逆合成音響信号を前記集音信号に合成して合成集音信号を作成し、作成した合成集音信号の位相に対して逆位相の消音信号を作成することを特徴とする。
【００２１】
第１発明にあっては、集音手段をヘッドレストの左右端に夫々配置するので、車両の各座席に座る搭乗者の耳元付近で車内の音を集音でき、各搭乗者が実際に聞こえる音に基づいて逆位相の消音信号を作成できるため、実情に応じた消音処理を行える。なお、集音手段は車両が２座席の場合、各座席に対して２個必要となるので計４個配置され、４座席の場合は計８個配置される。
【００２２】
また、消音信号を作成する消音信号作成手段は、各集音手段毎に設けることも可能であり、複数の集音手段に対して一つの消音信号作成手段を設けるようにしてもよく、いずれの場合でも、各集音手段が集音した集音信号毎に消音信号の作成を行うようにする。さらに、消音信号が出力される出力手段は、前記各集音手段と対にして設けることで、一つの集音手段で集音された集音信号に対して作成された消音信号を、対となる出力手段から出力でき、各搭乗者の各耳で聞き取られる音に応じた消音処理を行うことができる。
【００２３】
第２発明にあっては、特定の周波数帯域の集音信号の成分に対してのみ消音信号を作成するので、集音に係る集音信号の中から騒音に対応する周波数帯域を特定し、この特定した周波数帯域の集音信号の成分に対する消音信号を作成することで、搭乗者の会話が消去されるのを防止できる。例えば、会話が含まれる周波数帯域は一般的に０．２Ｈｚ以上３．０Ｈｚ以下の範囲と考えられるので、騒音となる周波数帯域を０．２Ｈｚ未満及び３．０Ｈｚを超過する範囲にして、この範囲の成分に対して消音信号を作成することで、会話と騒音とを区別して騒音のみに対して消音処理を行うことができる。
【００２４】
第３発明、第８発明及び第１０発明にあっては、集音信号の波形と記憶された音信号の波形とを比較して、同形状の波形に係る集音信号の成分を分けて残った集音信号の成分に対してのみ消音信号を作成するので、サイレン音及びクラクション音と云った特徴的な波形を有する音と騒音とを確実に区別して消音処理を行える。
【００２５】
第４発明にあっては、第３発明と同様に記憶した音信号の波形と同形状の波形が集音信号の中にある場合、消音信号の出力を停止するので車内に入り込んだ全ての種類の音が聞こえる状態に戻せる。よって、サイレン音及びクラクション音等の車両の運転に対し必要な音を運転者は通常通りに聞き取ることが可能になり、消音処理を行っていても安全性を最優先にした対応へと切り替えることができる。
【００２６】
第５発明及び第１１発明にあっては、各集音手段の位置に応じて各スピーカから発せられる音の集音できるレベル比を設定し、このレベル比に基づき各音響信号を合成した合成音響信号を作成して、最終的に逆位相の逆合成信号を作成するため、集音信号からスピーカより発せられる音楽、音声等を精度良く除去できる。よって、音楽、音声等が除去されて騒音成分のみが残る信号に対して消音処理を行うので確実な騒音消去を実現できる。
【００２７】
第６発明及び第９発明にあっては、骨伝導に応じた振動で消音信号を出力するため、確実に消音信号を消音対象となる音信号を聞き取る搭乗者の耳へ伝達できる。また、骨伝導では他方の耳及び他の搭乗者には消音信号が全く伝わらないため、消音信号の出力が他の箇所での消音処理に影響を及ぼすことなくなり、各箇所における消音の処理精度を向上できる。なお、骨伝導手段は顎の付け根、こめかみ等に接触させて配置するので、耳は開放された状態になり搭乗者は自然な状態で音を聞き取ることができる。
【００２８】
第７発明にあっては、消音信号に集音信号を合成して密閉型ヘッドホンから出力するため、出力される集音信号に含まれる騒音成分は消音信号により消去されて、会話、音楽及びサイレン音等といった必要な音だけが確実に搭乗者の耳に入る状況を確保できる。また、消音信号及び集音信号の出力を密閉型ヘッドホンで行うことで、他の音の干渉等を受けることなく消音信号を作成した状態で搭乗者へ伝達できると共に、伝達される消音信号に対応する集音信号も集音した状態で搭乗者へ伝達でき、消音の処理精度を向上できる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る車内消音システム１の全体的な構成を示している。第１実施形態の車内消音システム１は計４個の座席Ｓ１〜Ｓ４を備える車両２に構築してあり、各座席Ｓ１〜Ｓ４の左右に騒音消去装置１０１〜１０８を夫々設けると共に、各騒音消去装置１０１〜１０８を車両２に設けてある音響装置であるオーディオ装置３へ接続手段に相当するワイヤハーネス４で接続している。
【００３０】
また、オーディオ装置３は車両２の車内２ａに設けられた右前スピーカ５ａ、左前スピーカ５ｂ、右後スピーカ５ｃ及び左後スピーカ５ｄとも接続されて、各スピーカ５ａ〜５ｄへ右前音響信号、左前音響信号、右後音響信号及び左後音響信号を送出し、各スピーカ５ａ〜５ｄから各音響信号に応じた音であるオーディオ音が発せられる。さらに、オーディオ装置３は各スピーカ５ａ〜５ｄへ各音響信号を送出する場合、ワイヤハーネス４を通じて同様の各音響信号を各騒音消去装置１０１〜１０８へ送出する手段を備えている。
【００３１】
各騒音消去装置１０１〜１０８は、車内２ａで聞こえる音に対して車両の搭乗者の会話音、オーディオ装置３により各スピーカ５ａ〜５ｄから発せられる音楽、音声等のオーディオ音、外部に位置する緊急車両のサイレン音及び他の車両のクラクション音等を除いて、搭乗者に不快と感じられる騒音のみを消去する処理を行う。
【００３２】
各騒音消去装置１０１〜１０８は夫々同様の構造であり、座席Ｓ１の右側に配置された騒音消去装置１０１で代表して説明する。騒音消去装置１０１は、集音手段であるマイク１１、消音信号作成手段であるＮＣ（Ｎｏｉｓｅ  Ｃａｎｃｅｌｅｒ：ノイズ・キャンセラー）本体部１１及び信号出力手段である消音用スピーカ１２を備える。
【００３３】
図２（ａ）は、座席Ｓ１に取り付けられた騒音消去装置１０１の形態を主に示している。座席Ｓ１はＵ字状のヘッドレストＳ１ａを有しており、このヘッドレストＳ１ａの右端部Ｓ１ｂに右用の騒音消去装置１０１を配置している。なお、ヘッドレストＳ１ａの左端部Ｓ１ｃには左用の騒音消去装置１０２を配置している。
【００３４】
図２（ｂ）は、ヘッドレストＳ１ａの平面方向からの視図であり、搭乗者Ｈが座席Ｓ１に着座して頭部ＨａをヘッドレストＳ１ａに接した場合を示している。騒音消去装置１０１の消音用スピーカ１２は、搭乗者Ｈの右耳Ｈｒと対向する箇所となるヘッドレストＳ１ａの右内側面Ｓ１ｅに取り付けられている。また、マイク１１は、マイク１１の指向方向が搭乗者の右耳Ｈｒが音を聞き取る方向と同一なるように、ヘッドレストＳ１の右外側面Ｓ１ｄで消音用スピーカ１２の裏側となる箇所に取り付けられている。
【００３５】
また、ＮＣ本体部１０はボックス形状でありヘッドレストＳ１ａの右端部Ｓ１ｂに内蔵されている。なお、左側に配置された騒音消去装置１０２では、ＮＣ本体部、マイク２１及び消音用スピーカは右側の騒音消去装置１０１と左右対称の配置にされており、他の座席Ｓ２〜Ｓ４における各騒音消去装置１０３〜１０８の配置状況も上述した座席Ｓ１と同様にしている。
【００３６】
図３は、騒音消去装置１０１の構成を示しており、マイク１１及び消音用スピーカ１２と接続されたＮＣ本体部１０は、ＣＰＵ１０ａ、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１０ｂ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１０ｃを備えている。また、ＮＣ本体部１０は、オーディオ装置３とワイヤハーネス４を介して接続されて、オーディオ装置３からワイヤハーネス４を通じて右前音響信号、左前音響信号、右後音響信号及び左後音響信号を受け付ける受付手段として機能するコネクタ部１０ｄも設けている。
【００３７】
マイク１１は、車内２ａの集音を行っており、具体的には車両のエンジン及びトランスミッションのようなメカニカル的な騒音、ロードノイズ及び風切り音のような走行による騒音、オーディオ装置３のオーディオ音、搭乗者の会話音、車外を走る消防車及び救急車等の緊急車両のサイレン音、他の車両のクラクション音等の各種音を取り込んでいる。また、マイク１１は取り込んだ音を、集音信号としてＮＣ本体部１０へ伝送している。
【００３８】
ＮＣ本体部１０へ伝送された集音信号は、ＮＣ本体部１０のＣＰＵ１０ａへ送られて、消音に対する各種処理が行われる。ＣＰＵ１０ａは騒音消去装置１０１の消音処理に対して中心的な処理を行うものであり、伝送された集音信号に対してオーディオ音除去、サイレン音及びクラクション音除去、会話音除去、消音信号作成と云う４種類の処理を主に行う。
【００３９】
ＣＰＵ１０ａのオーディオ音除去に係る処理は、集音された集音信号に含まれるオーディオ装置３の各スピーカ５ａ〜５ｄから発せられるオーディオ音を除去するものである。このオーディオ音除去に係る処理に対して、ＣＰＵ１０ａはレベル比設定手段、合成手段、逆合成音響信号作成手段及び信号合成手段として機能する。
【００４０】
ＣＰＵ１０ａのレベル比設定手段は、各スピーカ５ａ〜５ｄに対するマイク１１の位置に応じて、マイク１１が各スピーカ５ａ〜５ｄより発せられる音響信号に応じた各音を集音できるレベル比を設定するものである。図１に示すように、座席Ｓ１の右側に配置される騒音消音装置１０１のマイク１１は、各スピーカ５ａ〜５ｄに対する距離及びマイク１１の配置方向（指向方向）を考慮すると、右前スピーカ５ａ、左前スピーカ５ｂ、右後スピーカ５ｃ、左後スピーカ５ｄの順番で各スピーカ５ａ〜５ｄより発せられるオーディオ音を集音しやすくなる。
【００４１】
よって、レベル比設定手段はマイク１１が各スピーカ５ａ〜５ｄから発せられる各音響信号に応じたオーディオ音を集音できる大きさに基づいてレベル比を設定する。本実施形態では右前スピーカ５ａから発せられる右前オーディオ音（右前音響信号に相当）を７．０、左前スピーカ５ｂから発せられる左前オーディオ音（左前音響信号に相当）を２．０、右後スピーカ５ｃから発せられる右後オーディオ音（右後音響信号に相当）を０．７５、左後スピーカ５ｄから発せられる左後オーディオ音（左後音響信号に相当）を０．２５と云うレベル比に設定する。
【００４２】
なお、座席Ｓ１の左側に配置される騒音消去装置１０２のマイク２１の各スピーカ５ａ〜５ｄから出力される各オーディオ音（各音響信号）に対するレベル比は、右前音響信号を５．５、左前音響信号を３．５、右後音響信号を０．５、左後音響信号を０．５と云う比で設定される。さらに、左側の座席Ｓ２の騒音消去装置１０３、１０４の各レベル比は、上述した右側の座席Ｓ１の騒音消去装置１０１、１０２と左右対称の関係になり、後部の座席Ｓ３、Ｓ４の各騒音消去装置１０５〜１０８も上記と同様にマイクの位置及び指向方向に応じてレベル比が設定される。
【００４３】
ＣＰＵ１０ａの合成手段は、前記レベル比設定手段が設定したレベル比に応じてＮＣ本体部１０がワイヤハーネス４を通じて受け付けた各音響信号の合成を行うものである。即ち、合成手段は、前記レベル比に応じて右前音響信号のレベルを７．０、左前音響信号のレベルを２．０、右後音響信号のレベルを０．７５、左後音響信号のレベルを０．２５の比率で合成し、合成音響信号を作成する。
【００４４】
このようにマイク１１の位置及び指向方向に応じてワイヤハーネス４を通じて受け付けた各音響信号を合成することで、マイク１１で実際に集音した集音信号に含まれる各スピーカ５ａ〜５ｄから発せられるオーディオ音と同等の信号（合成音響信号）をＮＣ本体部１０で作成できることになる。
【００４５】
ＣＰＵ１０ａの逆合成音響信号作成手段は、実際に各スピーカ５ａ〜５ｄより聞こえるオーディオ音と同等の合成音響信号の位相に対して逆位相の逆合成音響信号を作成するものである。なお、本実施形態のＣＰＵ１０ａは、作成した合成音響信号の振幅（レベル）と実際にマイク１１が集音した集音信号の振幅（レベル）を比較し、各振幅に相異が有る場合、合成音響信号の振幅を集音信号の振幅に一致するように変更してから、逆合成音響信号を作成するようにしている。
【００４６】
また、ＣＰＵ１０ａの信号合成手段は、前記逆合成音響信号作成手段で作成された逆合成音響信号をマイク１１が集音した集音信号に合成して合成集音信号を作成するものである。このように作成された合成集音信号は、マイク１１により集音された音に含まれるオーディオ音が逆合成音響信号により消去され、その結果、後に行う消音信号作成の対象となる信号には、消去したくないオーディオ音が予め集音信号から除去されている。
【００４７】
次に、ＣＰＵ１０ａのサイレン音及びクラクション音除去に係る処理は、集音された集音信号に含まれる車外の緊急車両のサイレン音及び他の車両のクラクション音を前記集音信号から区別する処理を行うものである。このサイレン音及びクラクション音除去に係る処理に対して、ＣＰＵ１０ａは比較手段及び成分特定手段として機能する。
【００４８】
騒音源が相異する各種音に対して横軸を経過時間、縦軸を騒音レベルとしたグラフを想定した場合、同一の周波数においてサイレン音及びクラクション音のグラフに係る波形は、急ブレーキ音、オートバイの通過音、大型トラックの通過音等の騒音のグラフに係る波形と相違する形状であることが各種実験により判明している。よって、ＮＣ本体部１１は後述するように、ＲＯＭ１０ｂにサイレン音及びクラクション音の各波形をデータとして予め記憶しており、ＣＰＵ１０ａの比較手段はマイク１１が集音した集音信号に対する波形を算出し、この算出した波形とＲＯＭ１０ｂに記憶された波形とを比較する。
【００４９】
また、ＣＰＵ１０ａの成分特定手段は、前記比較手段の比較により集音信号の中にＲＯＭ１０ｂに記憶された波形と同形状のものが存在した場合、集音信号の中から同形状の波形に係る集音信号の成分の特定を行い、この特定より外れた集音信号の成分を消音信号の作成対象にする。このようにすることで、記憶された波形と同形状の波形成分を集音信号から除去できる。
【００５０】
さらに、ＣＰＵ１０ａの会話音除去に係る処理は、集音信号に含まれる搭乗者の会話音を集音信号から除去するものである。この会話音除去に係る処理に対して、ＣＰＵ１０ａは帯域特定手段として機能する。
【００５１】
一般的に、人の会話音が属する周波数帯域は約０．２Ｈｚ以上約３．０Ｈｚ以下（より正確には、約０．２３Ｈｚ以上約２．８５Ｈｚ以下）の範囲であると、各種実験により判明しているため、前記範囲と相異する帯域に騒音が含まれると考えられる。よって、ＣＰＵ１０ａの帯域特定手段は、会話音が属する範囲の帯域に基づいて騒音が含まれる周波数帯域を特定し、この特定した帯域の集音信号の成分を消音信号の作成対象に限定する。このような処理により、会話が属する周波数帯域に対しては消音信号が作成されず、マイク１１で集音された集音信号より会話音に係る信号が除去される。
【００５２】
最後に、ＣＰＵ１０ａの消音信号作成に係る処理は、マイク１１が集音した集音信号の位相に対して逆位相である消音信号を作成するものである。本実施形態では、集音信号に対して先に上述したオーディオ音除去、サイレン音及びクラクション音除去、会話音除去が行われるので、集音信号は騒音に対する成分だけが含まれたものになっており、ＣＰＵ１０ａは、この騒音に係る成分を含む集音信号に対する消音信号の作成を行う。
【００５３】
消音信号の作成は、図４のグラフに示すように、処理対象となる集音信号（上のグラフ）の波形に対して半周期分位相をずらした波形となる逆位相の消音信号（下のグラフ）の作成を行うものである。このように作成された消音信号は、図２（ａ）（ｂ）及び図３に示す消音用スピーカ１２から出力される。
【００５４】
また、図３のＮＣ本体部１０の内部に設けられるＲＯＭ１０ｂは、ＣＰＵ１０ａに上述したオーディオ音除去、サイレン音及びクラクション音除去、会話音除去、消音信号作成と云う各処理を行わせるプログラムを記憶する一方、波形記憶手段として各種サイレン音及びクラクション音に係る波形の信号も記憶している。さらに、ＲＡＭ１０ｃはＣＰＵ１０ａの処理に係る各種信号及びマイク１１が集音した集音信号等を一時的に記憶している。
【００５５】
次に、上述した車内消音システム１の一連の騒音消去処理に係る車内消音方法を図５〜８の第１〜４フローチャートに基づいて説明する。なお、以下の処理の説明は、図１の座席Ｓ１に配置された騒音処理装置１０１に基づくものであるが、他の騒音処理装置１０２〜１０８でも同様の処理が行われる。
【００５６】
図５の第１フローチャートは車内消音システム１の全体的な処理の流れを示しており、最初にマイク１１で車内２ａの集音を行い（Ｓ１）、集音した集音信号をＮＣ本体部１０へ伝達する（Ｓ２）。ＮＣ本体部１０は集音した集音信号からオーディオ音を除去し（Ｓ３）、サイレン音及びクラクション音を除去し（Ｓ４）、会話音を除去し（Ｓ５）、集音信号には騒音に係る成分のみが残るようにする。
【００５７】
さらに、ＮＣ本体部１０は、各音を除去した集音信号に対して位相が逆位相となる消音信号を作成する（Ｓ６）。このように作成された消音信号は、図２（ｂ）に示すように、搭乗者Ｈの右耳Ｈｒに対応した箇所に設けられたマイク１１が集音する集音信号に基づくので、右耳Ｈｒで聞き取られる実際の音に対して精度良い消音信号となっている。
【００５８】
最後に、ＮＣ本体部１０は、作成した消音信号を消音用スピーカ１２から出力する（Ｓ７）。消音信号を出力する消音用スピーカ１２は、搭乗者Ｈの右耳Ｈｒに対向して設けられるためスムーズに右耳Ｈｒへ届き、右耳Ｈｒに入る車内２ａの実際の音と混じり合い、実際の音に含まれる騒音成分だけが消音信号により確実に消去される。このような騒音成分の消去は、各座席Ｓ１〜Ｓ４の左右で行われているので、車内２ａの全ての搭乗者の両耳には騒音が届かなくなり、一方、オーディオ音、サイレン音及びクラクション音、会話音は消去されず、また、騒音が消去され分だけ従来に比べて明瞭に聞き取ることが可能になる。
【００５９】
図６の第２フローチャートは、図５の第１フローチャートにおいて集音信号からのオーディオ音の除去（Ｓ３）に対する車内消去方法を示すものである。この処理の方法では先ず、各スピーカ５ａ〜５ｄに対してマイク１１のレベル比を設定し（Ｓ１０）、オーディオ装置３から送出されてコネクタ部１０ｄで受け付けた各音響信号をレベル比に応じて合成し、合成音響信号を作成する（Ｓ１１）。次に、合成音響信号の振幅をマイク１１で集音した集音信号の振幅に一致させるように変更し（Ｓ１２）、振幅を変更した合成音響信号に対する逆合成音響信号を作成する（Ｓ１３）。
【００６０】
さらに、逆合成音響信号をマイク１１が集音した集音信号に合成し（Ｓ１４）、この合成により作成した合成集音信号に含まれるオーディオ音成分が逆合成音響信号により消去され、集音信号からオーディオ音が除去される。
【００６１】
図７の第３フローチャートは、図５の第１フローチャートにおいて集音信号からのサイレン音及びクラクション音の除去（Ｓ４）に対する車内消音方法を示すものである。なお、本実施形態のサイレン音及びクラクション音の除去は、処理の順番よりオーディオ音が既に除去された集音信号に対して行われる。
【００６２】
第３フローチャートに示すように、ＮＣ本体部１０は先ずサイレン音及びクラクション音の波形と、前記集音信号の波形に同形状のものがあるか否かを判断する（Ｓ１５）。同形状のものが無い場合（Ｓ１５：ＮＯ）、特に処理を行わず次のステップへ進み、同形状のものが有る場合（Ｓ１５：ＹＥＳ）、前記集音信号から同形状の波形に係る集音信号の成分を特定して除去する（Ｓ１６）。このような処理を行うことで、前記集音信号からはサイレン音及びクラクション音が除去される。
【００６３】
図８の第４フローチャートは、図５の第１フローチャートにおいて集音信号からの会話音の除去（Ｓ５）に対する車内消音方法を示すものである。なお、本実施形態の会話音の除去は、処理の順番よりオーディオ音、サイレン音及びクラクション音が既に除去された集音信号に対して行われる。
【００６４】
第４フローチャートに示すように、騒音消去装置１０１は先ず会話音が属しない周波数帯域（約０．２Ｈｚ以上約３．０Ｈｚ以下を除く範囲）を特定し（Ｓ２０）、特定した周波数帯域の集音信号の成分を消音信号の作成対象に限定する（Ｓ２１）。このように作成対象の集音信号を限定することで、会話音が集音信号から除去され、図５の第１フローチャートにおいて、各音が除去された集音信号に対して消音信号が作成されることになる（Ｓ６）。
【００６５】
なお、本発明に係る車内消音システム１及び騒音消去装置１０１〜１０８は、上述した形態に限定されるものではなく、種々の変形の適用が可能である。例えば、車内消音消去システム１が構築される対象の車両２のグレード及び要求等によっては、集音信号に対してオーディオ音除去、サイレン音及びクラクション音除去、会話音除去の全ての処理を必ず行わなくてもよく、いずれか必要な除去処理のみを行うようにしてもよい。
【００６６】
また、オーディオ装置３にナビゲーション装置を接続した場合、ナビゲーション装置に係る音声もオーディオ音として扱い、携帯電話を接続した場合は、携帯電話に係る音声もオーディオ音として扱い、消音対象の音から除去して騒音のみを消去することも可能である。さらに、集音用のマイク１１、２１等は、車内のルーフから吊り下げるようにして搭乗者の耳元に配置するようにしてもよく、バックレストの左右上端より突出させて耳元に配置するようにしてもよい。
【００６７】
また、集音信号にサイレン音及びクラクション音が含まれる場合、各騒音消去装置１０１〜１０８からの消音信号の出力を停止するような処理にしてもよい。この場合、図７に示す第３フローチャートにおけるサイレン音及びクラクション音の波形と同形状のものが集音信号の波形にあるか（Ｓ１５）を判断し、同形状の波形が有る場合（Ｓ１５：ＹＥＳ）、同形状の波形に係る集音信号成分の除去（Ｓ１６）を行わず、図５の第１フローチャートのおいて、消音信号を消音用スピーカから出力（Ｓ７）の後へスキップして、特に消音信号の出力しない処理を行うようにしてもよい。
【００６８】
このように集音信号にサイレン音及びクラクション音が含まれる場合は、消音信号の出力を停止することで、サイレン音及びクラクション音が通常のレベルで車内２ａに入り込み、車両の運転上に必要な前記音を確実に聞き取ることが可能となる。
【００６９】
図９は、本発明の第２実施形態に係る騒音消去装置１１１を示している。第２実施形態の騒音消去装置１１１は、第１実施形態の車内消音消去システム１における各騒音消去装置１０１〜１０８の代わりに適用可能であり、消音信号を出力する手段に、消音用スピーカではなく骨伝導に応じた振動で消音信号の出力を行う骨伝導手段を用いている。
【００７０】
具体的に騒音商況装置１１１は、座席Ｓ１のヘッドレストＳ１ａの右端Ｓ１ｂに設けたＮＣ本体部１５から搭乗者Ｈの耳Ｈｒの下方へステー部１１１ａを延出し、このステー部１１１ａの先端に骨伝導手段に相当する振動部１７を設けている。また、ステー部１１１ａの搭乗者Ｈの耳Ｈｒの付近となる外面１１１ｂには集音用のマイク１６を設ける。
【００７１】
このように振動部１７による骨伝導で消音信号を搭乗者Ｈに伝えるようにすることで、車内２ａにおける可聴音は鼓膜を通じて聴覚神経に通知される。一方、消音信号は振動部１７により振動に変換され、この消音信号に対応した振動が搭乗者Ｈの頭蓋骨に直接的に伝えられて内耳へ達し、消音信号が聴覚神経を通じて脳に届き知覚される。その結果、聴覚神経で可聴音及び消音信号が混ざり合い、可聴音に含まれる騒音成分が消音信号により相殺され、脳にはオーディオ音、サイレン音、クラクション音、会話音等の快適と感じられる音及び車両の運転に対して必要な音のみが知覚される。
【００７２】
また、このような骨伝導用の振動部１７を備える騒音消去装置１１１を適用することで、搭乗者Ｈの耳Ｈｒには、他の騒音消去装置で作成された消音信号が入ることは皆無となり、より消音の精度を向上できる。さらに、搭乗者Ｈの耳Ｈｒは消音信号出力用のスピーカによる影響から解放され、自然な形態で聞き取りが可能となる。さらに、また、振動部１７から振動の形態で出力される消音信号は外へ漏れないため、他の騒音消去装置で行われる消音処理を妨げることもない。なお、上述した箇所以外は、第１実施形態の騒音消去装置１０１と同様の構成であり、第１実施形態の騒音消去装置１０１と同等の消音処理が行われる。
【００７３】
また、第２実施形態の騒音消去装置１１１も第１実施形態における各種変形例の適用も可能である。さらに、騒音消去装置１１１の振動部１７は、耳の下方以外にも、耳を覆わない位置であれば配置することが可能であり、例えば、顎の付け根、こめかみ等に配置することも可能である。
【００７４】
図１０は、本発明の第３実施形態に係る騒音消去装置１２１を示している。第３実施形態の騒音消去装置１２１は、第１実施形態の車内消音システム１における各騒音消去装置１０１〜１０８の代わりに適用可能であり、消音用スピーカの代わりに密閉型ヘッドホン２７を適用している。即ち、騒音消去装置１２１は、座席Ｓ１のヘッドレストＳ１ａの右端Ｓ１ｂにＮＣ本体部２５を取り付けると共にアーム部１２１ａを搭乗者Ｈの耳へと延出し、アーム部１２１ａの端部１２１ｂに密閉型ヘッドホン２７を設けている。また、密閉型ヘッドホン２７の外面２７ａには集音用のマイク２７ａを設けている。
【００７５】
密閉型ヘッドホン２７は、耳に装着された場合、耳の周囲を完全に密閉して外部からの音を遮断し、密閉型ヘッドホン２７から出力される音のみを聞き取れる状態にしている。また、ＮＣ本体部２５は、第１実施形態で説明した処理と同様に消音信号を作成する。さらに、ＮＣ本体部２５はマイク２７ａで集音した集音信号を内部のＲＡＭに一時的に記憶し、この記憶した集音信号を作成した消音信号に合成して密閉型ヘッドホン２７へ送出する信号送出手段を備えることを第３実施形態の特徴にしている。
【００７６】
また、密閉型ヘッドホン２７はＮＣ本体部２５から送出された信号を出力するようにしており、消音信号及び集音信号が合成した状態で送出されるので、集音信号に含まれる騒音成分が相殺される。結果としてオーディオ音、サイレン音、クラクション音、会話音等の快適と感じられる音及び車両の運転に対して必要な音のみが密閉型ヘッドホン２７から出力されて搭乗者Ｈの耳に入ることになる。
【００７７】
また、騒音消去装置１２１は、密閉型ヘッドホン２７を用いることで、他の騒音消去装置から出力される音が遮断されて他の音の影響を受けなくなり、集音した音信号に基づき作成した消音信号により音信号に含まれる騒音成分を高精度で消去可能にしている。さらに、密閉型ヘッドホン２７から出力される消音信号等は外へ漏れないため、他の騒音消去装置が行う消音処理を妨げることもない。
【００７８】
なお、第３実施形態に係る騒音消去装置１２１は、上述した箇所以外は第１実施形態の騒音消去装置１０１と同様の構成であり、第１実施形態と同様の騒音消去処理が行われ、また、第１実施形態における変形例の適用も可能である。
【００７９】
【発明の効果】
以上に詳述した如く、第１発明にあっては、集音手段をヘッドレストの左右端に夫々配置するので、各搭乗者が実際に聞こえる音に基づいて逆位相の消音信号を作成でき、各搭乗者の位置に応じた消音処理を行える。
第２発明にあっては、特定の周波数帯域に属する集音信号に対してのみ消音信号を作成するので、会話音のように属する周波数帯域が明確な音を除去して騒音のみに対して確実に消音処理を行える。
【００８０】
第３発明、第８発明及び第１０発明にあっては、集音信号の波形と記憶された音信号の波形とを比較して、同一波形に係る部分の集音信号を除去するので、特徴的な波形を有するサイレン音及びクラクション音と云った音を区別して、騒音のみを消音できる。
【００８１】
第４発明にあっては、特徴的な波形を有するサイレン音及びクラクション音が集音信号に含まれる場合、消音信号の出力を停止するので、車両の運転上、必要な上記音を通常の状態で聞き取れる状況に切り替えて、安全性の高い運転環境を確保できる。
第５発明及び第１１発明にあっては、各集音手段の位置及び指向方向に応じて各スピーカから発せられる音のレベル比を設定し、このレベル比に基づき各音響信号を合成した合成音響信号を作成して消音処理を行うため、車内の音に各種オーディオ音が流れる場合でも騒音に対して精度の高い消音処理を行える。
【００８２】
第６発明及び第９発明にあっては、骨伝導に応じた振動で消音信号を出力するため、消音信号を消音対象となる音信号を聞き取る搭乗者の耳のみに伝達し、消音精度を向上できると共に、消音信号の出力が他の箇所における消音処理の妨げとなることも解消できる。
第７発明にあっては、消音信号に集音信号を合成して密閉型ヘッドホンから出力するため、外部の音が遮断され確実に騒音を消去できると共に、他の箇所における消音処理に影響が生じることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る車内消音システムの全体構成図である。
【図２】（ａ）は騒音消去装置を取り付けた座席の斜視図であり、（ｂ）は座席の平面図である。
【図３】騒音消去装置の構成を示す概略図である。
【図４】集音信号及び消音信号の関係を示すグラフである。
【図５】全体的な車内消音方法に係る第１フローチャートである。
【図６】オーディオ音の除去に係る第２フローチャートである。
【図７】サイレン音及びクラクション音の除去に係る第３フローチャートである。
【図８】会話音の除去に係る第４フローチャートである。
【図９】本発明の第２実施形態に係る騒音消去装置の概略斜視図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係る騒音消去装置の概略斜視図である。
【符号の説明】
１  車内消音システム
２  車両
３  オーディオ装置
４  ワイヤハーネス
５ａ〜５ｄ  右前スピーカ、左前スピーカ、右後スピーカ、左後スピーカ
１０、１５、２５  ＮＣ本体部
１０ａ  ＣＰＵ
１０ｂ  ＲＯＭ
１０ｃ  ＲＡＭ
１１、１６、２１、２６  マイク
１２  集音用スピーカ
１７  振動部
２７  密閉型ヘッドホン
１０１〜１０８、１１１、１２１  騒音消去装置
Ｓ１〜Ｓ４  座席
Ｓ１ａ  ヘッドレスト
【図１】
2004191871.tif 000003
【図２】
2004191871.tif 000004
【図３】
2004191871.tif 000005
【図４】
2004191871.tif 000006
【図５】
2004191871.tif 000007
【図６】
2004191871.tif 000008
【図７】
2004191871.tif 000009
【図８】
2004191871.tif 000010
【図９】
2004191871.tif 000011
【図１０】
2004191871.tif 000012