(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の座席及び第２の座席における騒音を低減する騒音制御装置であって、
前記第１の座席は、前記第１の座席における騒音を集音する第１の集音部と、前記第１の座席における騒音を低減するための音を出力する第１のスピーカとを有し、
前記第２の座席は、前記第２の座席における騒音を集音する第２の集音部と、前記第２の座席における騒音を低減するための音を出力する第２のスピーカとを有し、
前記騒音制御装置は、
前記第１のスピーカ及び前記第２のスピーカのそれぞれに、騒音を低減するための音を出力させるための制御信号を出力する制御部と、
前記制御部から前記第２のスピーカに対して出力される前記制御信号に、前記第２のスピーカから前記第２の集音部までの伝達特性を畳み込んだ信号を生成する畳み込み部と、
前記第２の集音部の出力信号から前記畳み込み部が生成する前記信号を減算し出力する減算器とを備え、
前記制御部は、前記減算器からの出力信号を参照信号として、前記第１の集音部の出力信号を最小となるように、前記第１のスピーカに対して出力する前記制御信号を生成し、前記第１のスピーカに出力する
騒音制御装置。
【請求項２】
前記第１の座席及び前記第２の座席の周辺には、前記第１の座席及び前記第２の座席を含む空間内の騒音を集音する第３の集音部が設けられ、
前記制御部は、前記減算器からの出力信号と前記第３の集音部からの出力信号とを参照信号として、前記第１の集音部の出力信号が最小となるように、前記第１のスピーカに対して出力する前記制御信号を生成する
請求項１に記載の騒音制御装置。
【請求項３】
さらに、前記第１の集音部、前記第１のスピーカ、前記第２の集音部、及び、前記第２のスピーカを備える
請求項１または２に記載の騒音制御装置。
【請求項４】
前記第１の座席及び前記第２の座席のそれぞれは、ヘッドレストを有し、
前記第１の集音部は、前記第１の座席のヘッドレストに設けられ、
前記第２の集音部は、前記第２の座席のヘッドレストに設けられる
請求項１〜３のいずれか１項に記載の騒音制御装置。
【請求項５】
前記第１の座席及び前記第２の座席のそれぞれは、ヘッドレストを有し、
前記第１のスピーカは、前記第１の座席のヘッドレストに設けられ、
前記第２のスピーカは、前記第２の座席のヘッドレストに設けられる
請求項１〜３のいずれか１項に記載の騒音制御装置。
【請求項６】
第１の座席及び第２の座席における騒音を低減する騒音制御方法であって、
前記第１の座席は、前記第１の座席における騒音を集音する第１の集音部と、前記第１の座席における騒音を低減するための音を出力する第１のスピーカとを有し、
前記第２の座席は、前記第２の座席における騒音を集音する第２の集音部と、前記第２の座席における騒音を低減するための音を出力する第２のスピーカとを有し、
前記騒音制御方法は、
前記第１のスピーカ及び前記第２のスピーカのそれぞれに、騒音を低減するための音を出力させるための制御信号を出力する制御ステップと、
前記制御ステップにおいて前記第２のスピーカに対して出力される前記制御信号に、前記第２のスピーカから前記第２の集音部までの伝達特性を畳み込んだ信号を生成する畳み込みステップと、
前記第２の集音部の出力信号から前記畳み込みステップにおいて生成された前記信号を減算し、出力する減算ステップとを含み、
前記制御ステップにおいては、前記減算ステップにおいて出力された出力信号を参照信号として、前記第１の集音部の出力信号が最小となるように、前記第１のスピーカに対して出力する前記制御信号を生成し、前記第１のスピーカに出力する
騒音制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の車内などの複数の座席が存在する空間において、その空間外部からの騒音を低減する騒音制御装置及び騒音制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車や航空機などの交通手段においては、利用者が走行騒音により疲労またはストレスを蓄積してしまう場合がある。
【０００３】
そこで、騒音に有効な対策として、近年、アクティブ騒音制御が提案されている。例えば、特許文献１には、自動車のエンジン音対策の技術が開示されている。また、特許文献２には、２０〜１５０Ｈｚを周波数帯域とする低周波ロードノイズ対策の技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−６１４７７号公報
【特許文献２】特開２０００−３２２０６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１及び２に記載された技術は、ランダム性の強い騒音に対する低減効果が不十分である点が課題である。
【０００６】
そこで、本発明は、ランダム性の強い騒音を効果的に低減することができる騒音制御装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様に係る騒音制御装置は、第１の座席及び第２の座席における騒音を低減する騒音制御装置であって、前記第１の座席は、前記第１の座席における騒音を集音する第１の集音部と、前記第１の座席における騒音を低減するための音を出力する第１のスピーカとを有し、前記第２の座席は、前記第２の座席における騒音を集音する第２の集音部と、前記第２の座席における騒音を低減するための音を出力する第２のスピーカとを有し、前記騒音制御装置は、前記第１のスピーカ及び前記第２のスピーカのそれぞれに、騒音を低減するための音を出力させるための制御信号を出力する制御部と、前記制御部から前記第２のスピーカに対して出力される前記制御信号に、前記第２のスピーカから前記第２の集音部までの伝達特性を畳み込んだ信号を生成する畳み込み部と、前記第２の集音部の出力信号から前記畳み込み部が生成する前記信号を減算し出力する減算器とを備え、前記制御部は、前記減算器からの出力信号を参照信号として、前記第１の集音部の出力信号を最小となるように、前記第１のスピーカに対して出力する前記制御信号を生成し、前記第１のスピーカに出力する。
【０００８】
なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の騒音制御装置は、ランダム性の強い騒音を効果的に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、従来のアクティブ騒音制御の一例を説明するための、車室内の上面視図（模式図）である。
【図２】図２は、自動車のエンジン音を車室内で低減する構成を示す図である。
【図３】図３は、特許文献２の騒音制御に使用される騒音検出マイクの車室内配置を示す図である。
【図４】図４は、特許文献２に記載の騒音低減装置の機能構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、実施の形態１に係る騒音制御装置の全体構成を示す図である。
【図６】図６は、実施の形態１に係る騒音制御装置の機能構成を説明するための図である。
【図７】図７は、実施の形態１に係る騒音制御装置の動作を説明するための図である。
【図８Ａ】図８Ａは、実施の形態１に係る騒音制御装置の詳細構成を示す第１のブロック図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、実施の形態１に係る騒音制御装置の詳細構成を示す第２のブロック図である。
【図９】図９は、従来の騒音制御において制御ＯＮ状態と制御ＯＦＦ状態とを比較した図である。
【図１０】図１０は、実施の形態１に係る騒音制御装置による騒音制御において制御ＯＮ状態と制御ＯＦＦ状態とを比較した図である。
【図１１】図１１は、従来の騒音制御の制御ＯＮ状態と、実施の形態１に係る騒音制御装置による騒音制御の制御ＯＮ状態とを比較をした図である。
【図１２】図１２は、専用の騒音マイクを利用しない騒音制御装置の構成を説明するための図である。
【図１３】図１３は、図１２の騒音制御装置にＦＢ制御部を加えた構成を示す図である。
【図１４】図１４は、ヘッドレスト内のスピーカ及びエラーマイクの取り付け位置の一例を示す図である。
【図１５】図１５は、スピーカ及びエラーマイクの配置の一例を示す第１の図である。
【図１６】図１６は、スピーカ及びエラーマイクの配置の一例を示す第２の図である。
【図１７】図１７は、スピーカ及びエラーマイクの配置の一例を示す第３の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（本発明の基礎となった知見）
仕事または旅行において、自動車及び航空機などの交通手段を利用することは、利用者にとって非常に便利である。しかしながら、上記自動車や航空機などの交通手段の利用者は、長時間の移動では走行騒音に長く曝されることで不快を感じ、さらには疲労やストレスを蓄積する場合がある。
【００１２】
そこで、自動車メーカー及び航空会社は、如何に乗客に快適な空間を提供するかについて検討を重ねてきた。例えば、従来、車体パネルの遮音性能向上などのパッシブな遮音対策技術が行われている。しかしながら、このような遮音対策は、燃費向上を目的とした車体の重量低減との兼ね合いもあり、低音（低周波騒音）に対する遮音効果が十分なものとはいえなかった。なお、潜在的に利用者にストレスを感じさせる騒音は、遮音対策で低減できる高音ではなく、むしろ、低音である。したがって、低周波騒音への対策は重要視されている。
【００１３】
この低周波騒音に有効な対策手段として、近年、アクティブ騒音制御の研究開発が行われている。例えば、特許文献１に記載されているような、自動車のエンジン音対策の技術は、既に実用化されている。
【００１４】
しかし、自動車のエンジン音は、自動車において生じる走行騒音が有する広い周波数範囲の騒音のごく一部であり、ロードノイズ及び風切り音など、その他の多数の騒音に対するアクティブ騒音制御は実用化されていない。ただし、極めて低い周波数のロードノイズについては、特許文献２に記載されているように実用化例が存在する。
【００１５】
ここで、従来のアクティブ騒音制御の一例として、特許文献１に記載された技術の説明を行う。図１は、従来のアクティブ騒音制御の一例を説明するための、車室内の上面視図（模式図）である。図２は、自動車のエンジン音を車室内で低減する構成を示す図である。
【００１６】
図１に示される車室２０１０は、座席２００１ａ（運転席）を含む右前側領域２０１０ａと、座席２００１ｂ（助手席）を含む左前側領域２０１０ｂと、座席２００１ｃ（運転席側後部席）を含む右後側領域２０１０ｃと、座席２００１ｄ（助手席側後席）を含む左後側領域２０１０ｄとに仮想的に分割されている。また、車両の前方には騒音源としてエンジン２０２０が配置されている。
【００１７】
車室２０１０内においては、運転席側ドアにスピーカ２１０３ａが設置され、助手席側ドアにスピーカ２１０３ｂが設置されている。さらに各分割領域２０１０ａ〜２０１０ｄの天井部にエラーマイク２１０２ａ〜２１０２ｄが設置されている。
【００１８】
一方、エンジン２０２０には、クランク角センサ２１０１が取付けられ、このクランク角センサ２１０１から基準信号としてクランク角検出信号が出力される。そして、エラーマイク２１０２ａ〜２１０２ｄから出力されるエラー信号がコントローラ２１００に入力されると共に、クランク角センサ２１０１のクランク角検出信号もコントローラ２１００に入力される。
【００１９】
ここで、コントローラ２１００は、図２に示されるように、クランク角検出信号をＡＤ変換するＡＤコンバータ２１２０と、マイク２１０２ａ〜２１０２ｄから出力されるエラー信号をＡＤ変換するＡＤコンバータ２１２０ａ〜２１２０ｄと、各ＡＤコンバータの変換出力信号が入力されるマイコン２１１０と、このマイコン２１１０から出力されるスピーカ２１０３ａ〜２１０３ｂの駆動信号をＤＡ変換するＤＡコンバータ２１３０ａ〜２１３０ｂとを備える。
【００２０】
マイコン２１１０は、ＡＤコンバータ２１２０からのクランク角検出信号を入力し、エラーマイク２１０２ａ〜２１０２ｄの位置における騒音を低減するように、クランク角検出信号に基づいてマイコン２１１０内の制御係数の信号処理を行う。マイコン２１１０は、信号処理の結果、駆動信号を出力し、出力された駆動信号は、ＤＡコンバータ２１３０ａ〜２１３０ｂを経由してスピーカ２１０３ａ〜２１０３ｂに入力される。
【００２１】
スピーカ２１０３ａ〜２１０３ｂは、入力されたＤＡ変換後の駆動信号に基づき駆動音を再生する。再生された駆動音と騒音とは干渉し、エラーマイク２１０２ａ〜２１０２ｄは、干渉結果を検出してエラー信号として出力する。
【００２２】
エラー信号は、マイコン２１１０に入力され、マイコン２１１０は、適応信号処理を用いて、エラー信号を小さくするように制御係数を更新する。この一連の適応信号処理が繰り返されることによって、エラー信号を最小とする制御係数が求められる。つまり、エラーマイク２１０２ａ〜２１０２ｄの位置でエンジン音が低減される。言い換えれば、エラーマイク２１０２ａ〜２１０２ｄが設置されている全ての分割領域２０１０ａ〜２０１０ｄにおいて、エンジン音が低減される。
【００２３】
ところで、乗員が運転手のみの場合、助手席や後部座席を制御する必要性はないため、座席２００１ａ（運転席）を含む右前側領域２０１０ａだけを制御するように、運転席以外の領域に設置したエラーマイク２１０２ｂ〜２１０２ｄからのエラー信号のゲインを下げる。すると、マイコン２１１０の適応信号処理においては、右前側領域２０１０ａのエラーマイク２００２ａで検出したエラー信号が優先的に制御される。つまり、運転手に対するエンジン音低減がより効果的に行われる。
【００２４】
このように特許文献１においては、エラーマイク２１０２ａ〜２１０２ｄが各座席の天井に設置されていることにより、車室２０１０内の各座席において、最適なエンジン音低減を行うことができると説明されている。しかしながら、特許文献１には、エンジン音以外の騒音については具体的な記述がない。例えば、ロードノイズに対しては、「車輪に対する路面からの振動入力を検出する」と記載されているが、具体的にどんな検出器をどこに設置して振動入力を検出するかが示されていない。また、風切り音については、窓ガラスの振動を検出すると記載されているが、具体的な検出方法が記されていない。
【００２５】
エンジン音は、エンジン２０２０という明確な騒音源が存在し、その騒音に極めて相関性の高い信号であるクランク角検出信号は、クランク角センサ２１０１で確実に検出できるので非常に効果的な制御が可能である。
【００２６】
しかしながら、ロードノイズにおいては、車輪周辺の振動あるいは車輪と路面の摩擦によって発生する音だけでなく、路面からの振動が車両全体に伝搬し、車両のあらゆる構成要素が振動する音が新たな騒音源となるため、明確な騒音源を特定することは難しい。また、ロードノイズは、路面からの加振により、車室サイズに応じた音響固有モードとなる。つまり、車輪周辺だけでは、ロードノイズに相関性の高い振動信号を検出するのは難しい。
【００２７】
また、風切り音は、窓においてのみ発生しているわけではなく、走行している車体のうち空気と高速で接触するあらゆる箇所で発生しており、かつ、比較的高い周波数成分を有する。このため、風切り音は、路面からの振動に起因するロードノイズよりもさらに騒音源を特定することが困難であり、窓ガラスの振動を検出するだけでは相関性の高い振動信号を検出するのは難しい。
【００２８】
ここで、エンジン音以外の騒音制御の例として、特許文献２が挙げられる。特許文献２には、２０〜１５０Ｈｚを周波数帯域とする低周波ロードノイズを制御対象とした具体例が記載されている。図３は、特許文献２の騒音制御に使用される騒音検出マイクの車室内配置を示す図である。図４は、特許文献２に記載の騒音低減装置の機能構成を示すブロック図である。
【００２９】
図３に示されるように、騒音検出マイク３００１ａは前座席の足元付近、騒音検出マイク３００１ｂはルーフ３１０１の中央付近、騒音検出マイク３００１ｃはトランクルーム３１０２内にそれぞれ設置されている。そして、これら騒音マイク３００１ａ〜３００１ｃは、全て車室の音響固有モードの１次モードまたは２次モードにおける腹の部分に設けられている。
【００３０】
通常の乗用車のサイズであれば、この１次モードは４０Ｈｚ付近に、２次モードは８０Ｈｚ付近に現れる。１次モードまたは２次モードは車室内の前座席３１０３ａ（運転席、及び助手席）と後座席３１０３ｂでもレベルの大きい騒音として現れるため、低減されることが望ましい。
【００３１】
音響固有モードは周期性を帯びているため、騒音検出が確実に行われれば高い騒音制御効果が期待できる。そこで、特許文献２に記載の騒音低減装置は、各騒音検出マイク３００１ａ〜３００１ｃが音響固有モードの腹の部分に設置されることにより、音響固有モードに起因する騒音成分（例として、４０Ｈｚと８０Ｈｚ）を確実に検出する。そして、特許文献２に記載の騒音低減装置は、検出結果を用いて、例えば、運転席のヘッドレスト部に設置したエラーマイク３００２の検出信号を最小化するように適応フィルタ３０１１〜３０１３の係数更新を行う。この結果、運転席あるいは各座席における音響固有モードに起因する低周波ロードノイズが低減される。
【００３２】
図４を用いてより詳しく説明すると、デジタルフィルタ３０１１ａ、３０１２ａ、及び３０１３ａには、スピーカ３００３からエラーマイク３００２までの伝達特性が係数として記録されており、これらの係数は、騒音マイク３００１ａ〜３００１ｃからの騒音信号に畳み込み処理され、係数更新回路３０１１ｂ、３０１２ｂ、及び３０１３ｂにそれぞれ入力される。
【００３３】
係数更新回路３０１１ｂ、３０１２ｂ、及び３０１３ｂは、これらの入力された信号とエラーマイク３００２からのエラー信号とに基づいて、エラー信号が小さくなるように（最小となるように）適応フィルタ３０１１〜３０１３の係数更新を行う。係数更新回路３０１１ｂ、３０１２ｂ、３０１３ｂの係数更新には、通常、最小二乗法（ＬＭＳ）が用いられる。そして、デジタルフィルタ３０１１ａ、３０１２ａ、及び３０１３ａでスピーカ３００３からエラーマイク３００２までの伝達特性を補償する。これらの構成は、一般的に、Ｆｉｌｔｅｒｅｄ−ｘ  ＬＭＳと呼ばれている。
【００３４】
このように特許文献２には、特許文献１には記載が無かった低周波ロードノイズの騒音検出方法と制御方法とが具体的に記載されているが、１５０Ｈｚ以上のロードノイズと、風切り音とについての具体的な記述は無い。１５０Ｈｚ以上のロードノイズにおいては、音響固有モードが複雑な特性となり、スピーカの設置位置の最適化が難しくなることと共に、騒音自体のランダム性が強くなり、明確な騒音源がわからなくなる。つまり、明確な音響固有モードがなくなることと、ランダム性が強く（＝相関性が低く）なることは、表裏一体の現象になっている。
【００３５】
よって、１５０Ｈｚ以下の低周波ロードノイズだけでなく、１５０Ｈｚ以上のロードノイズも低減する場合、騒音制御装置は、制御点（例えば、各座席のヘッドレストに設置したエラーマイクの位置）で検出する騒音と相関性の強い騒音を検出する必要がある。
【００３６】
一般的に、ランダム性の強い騒音に対して、相関性の高い騒音検出を図る場合、制御点にできるだけ近い場所で騒音検出が行われればよい。しかしながら、騒音を検出する騒音マイク（騒音検出器）を設置できる場所は、実用化に際しては制限される。例えば、自動車内であれば、騒音検出器を空中に吊るして設置する態様、及び、騒音検出器マイクを窓ガラスに設置する態様などは運転に支障が出るなどの理由から事実上不可能である。
【００３７】
そこで、発明者は、これら課題を解決するために、実用的に設置できる位置であって、かつ、できるだけ制御点の近くの位置に騒音検出器を設置する手法を見出した。この手法によれば、車室内の複数の座席で騒音低減でき、かつ、騒音検出器の追加によるコストの増加を抑制することも可能である。
【００３８】
すなわち、本発明の一態様に係る騒音低減装置は、第１の座席及び第２の座席における騒音を低減する騒音制御装置であって、前記第１の座席は、前記第１の座席における騒音を集音する第１の集音部と、前記第１の座席における騒音を低減するための音を出力する第１のスピーカとを有し、前記第２の座席は、前記第２の座席における騒音を集音する第２の集音部と、前記第２の座席における騒音を低減するための音を出力する第２のスピーカとを有し、前記騒音制御装置は、前記第１のスピーカ及び前記第２のスピーカのそれぞれに、騒音を低減するための音を出力させるための制御信号を出力する制御部と、前記制御部から前記第２のスピーカに対して出力される前記制御信号に、前記第２のスピーカから前記第２の集音部までの伝達特性を畳み込んだ信号を生成する畳み込み部と、前記第２の集音部の出力信号から前記畳み込み部が生成する前記信号を減算し出力する減算器とを備え、前記制御部は、前記減算器からの出力信号を参照信号として、前記第１の集音部の出力信号を最小となるように、前記第１のスピーカに対して出力する前記制御信号を生成し、前記第１のスピーカに出力する。
【００３９】
つまり、上記騒音低減装置においては、第１の座席の騒音検出器として、第２の座席のエラーマイク（第２の集音部）が用いられる。
【００４０】
これにより、上記騒音低減装置においては、相関性の高い騒音検出が可能となる。具体的には、上記騒音低減装置は、１５０Ｈｚ以下のロードノイズ、１５０Ｈｚ以上のロードノイズ、及び、ロードノイズよりも高い周波数成分を有する風切り音などのランダム性の強い騒音を効果的に低減できる。また、騒音検出器を別途設ける必要がないため、騒音検出器の追加によるコストの増加を抑制することもできる。
【００４１】
また、前記第１の座席及び前記第２の座席の周辺には、前記第１の座席及び前記第２の座席を含む空間内の騒音を集音する第３の集音部が設けられ、前記制御部は、前記減算器からの出力信号と前記第３の集音部からの出力信号とを参照信号として、前記第１の集音部の出力信号が最小となるように、前記第１のスピーカに対して出力する前記制御信号を生成してもよい。
【００４２】
このように、さらに、騒音検出器（第３の集音部）を用いることで、さらに騒音を低減することができる。
【００４３】
また、さらに、前記第１の集音部、前記第１のスピーカ、前記第２の集音部、及び、前記第２のスピーカを備えてもよい。
【００４４】
また、前記第１の座席及び前記第２の座席のそれぞれは、ヘッドレストを有し、前記第１の集音部は、前記第１の座席のヘッドレストに設けられ、前記第２の集音部は、前記第２の座席のヘッドレストに設けられてもよい。
【００４５】
また、前記第１の座席及び前記第２の座席のそれぞれは、ヘッドレストを有し、前記第１のスピーカは、前記第１の座席のヘッドレストに設けられ、前記第２のスピーカは、前記第２の座席のヘッドレストに設けられてもよい。
【００４６】
また、本発明の一態様に係る騒音低減方法は、第１の座席及び第２の座席における騒音を低減する騒音制御方法であって、前記第１の座席は、前記第１の座席における騒音を集音する第１の集音部と、前記第１の座席における騒音を低減するための音を出力する第１のスピーカとを有し、前記第２の座席は、前記第２の座席における騒音を集音する第２の集音部と、前記第２の座席における騒音を低減するための音を出力する第２のスピーカとを有し、前記騒音制御方法は、前記第１のスピーカ及び前記第２のスピーカのそれぞれに、騒音を低減するための音を出力させるための制御信号を出力する制御ステップと、前記制御ステップにおいて前記第２のスピーカに対して出力される前記制御信号に、前記第２のスピーカから前記第２の集音部までの伝達特性を畳み込んだ信号を生成する畳み込みステップと、前記第２の集音部の出力信号から前記畳み込みステップにおいて生成された前記信号を減算し、出力する減算ステップとを含み、前記制御ステップにおいては、前記減算ステップにおいて出力された出力信号を参照信号として、前記第１の集音部の出力信号が最小となるように、前記第１のスピーカに対して出力する前記制御信号を生成し、前記第１のスピーカに出力する。
【００４７】
なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたは記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【００４８】
以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００４９】
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００５０】
（実施の形態１）
実施の形態１では、騒音制御装置を自動車に適用する例について説明する。
【００５１】
［構成］
まず、実施の形態１に係る騒音制御装置の構成について説明する。図５は、実施の形態１に係る騒音制御装置の全体構成を示す図である。なお、図５は、自動車の車室内を上面視した模式図である。
【００５２】
図５に示される騒音制御装置１０は、各座席２００１ａ〜２００１ｄのヘッドレストに２つずつ設置されたスピーカ３ａ〜３ｈから制御音を再生する。これにより、騒音制御装置１０は、制御点であるエラーマイク２ａ〜２ｈにおける自動車２０００の車内騒音を低減する。
【００５３】
車室内の騒音は、例えば、タイヤ近傍に設置された騒音マイク１ａ〜１ｄ、及び、前座席と後座席の間（一般的にＢピラーと呼ばれる場所）に設置された騒音マイク１ｅ〜１ｆによって検出される。また、車室内の騒音は、トランク内に設置された騒音マイク１ｇ〜１ｈ、及び各座席上部の天井に設置された騒音マイク１ｉ〜１ｌなどで検出される。
【００５４】
上記のような騒音マイクで検出（集音）された騒音は、騒音信号としてコントローラ１０００に入力される。そして、コントローラ１０００において騒音信号に所定の信号処理が施された結果、コントローラ１０００からスピーカ３ａ〜３ｈに制御信号が出力され、スピーカ３ａ〜３ｈは、制御信号に基づいて制御音を出力（再生）する。
【００５５】
そして、各エラーマイク２ａ〜２ｈの位置（制御点）でスピーカ３ａ〜３ｈからの制御音と騒音とは干渉し、エラーマイク２ａ〜２ｈは、干渉結果を検出し、エラー信号としてコントローラ１０００に出力する。
【００５６】
コントローラ１０００は、エラーマイク２ａ〜２ｈからのエラー信号を最小化するように制御信号を生成する。この結果、エラーマイク２ａ〜２ｈの位置で騒音が低減される。
【００５７】
ここまで説明した動作は、従来技術と同じであるが、本発明では一つの席に対する制御信号の生成において、他の席のエラーマイクを騒音マイクとして利用することが特徴である。以下、この点について図６を用いて詳細に説明する。図６は、騒音制御装置１０の機能構成を説明するための図である。
【００５８】
図６は、説明のために図５の前座席（第１の座席２００１ａ及び第２の座席２００１ｂ）のみを記したものであり、説明のために必要な構成のみが図示されている。例えば、騒音マイクについては、説明の簡略化のため、騒音マイク１ａ〜１ｌのうち騒音マイク１ｂのみが図示されている。
【００５９】
騒音制御装置１０は、騒音マイク１ｂ（騒音検出器）と、エラーマイク２ａ〜２ｄ（誤差検出器）と、スピーカ３ａ〜３ｄと、コントローラ１０００とを備える。コントローラ１０００は、第１制御部１１００と、第２制御部１２００と、第１特性回路１１５０と、第２特性回路１２５０と、減算器１１６１、１１６２、１２６１、及び１２６２とを備える。
【００６０】
騒音制御装置１０は、第１の座席２００１ａ及び第２の座席２００１ｂを含む複数の座席における騒音を低減するための装置である。実施の形態１では、騒音制御装置１０は、自動車の車室内の騒音を低減する。
【００６１】
第１の座席２００１ａは、第１の座席２００１ａにおける騒音をモニタするエラーマイク２ａ及び２ｂと、第１の座席２００１ａにおける騒音を低減するための音を出力するスピーカ３ａ及び３ｂとを有する。エラーマイク２ａ及び２ｂは、第１の集音部の一例であり、エラーマイク２ａ及び２ｂは、音の検出に応じて電気信号を出力する。また、スピーカ３ａ及び３ｂは、第１のスピーカの一例である。
【００６２】
第２の座席２００１ｂは、第２の座席２００１ｂにおける騒音をモニタするエラーマイク２ｃ及び２ｄと、第２の座席２００１ｂにおける騒音を低減するための音を出力するスピーカ３ｃ及び３ｄとを有する。エラーマイク２ｃ及び２ｄは、第２の集音部の一例であり、音の検出に応じて電気信号を出力する。また、スピーカ３ｃ及び３ｄは、第２のスピーカの一例である。
【００６３】
騒音マイク１ｂは、第１の座席２００１ａ及び第２の座席２００１ｂの周辺に設けられた第３の集音部の一例である。騒音マイク１ｂは、第１の座席２００１ａ及び第２の座席２００１ｂを含む空間内の騒音を集音する。
【００６４】
なお、スピーカの個数とエラーマイクの個数とが増える場合、システム拡張で対応可能である。実施の形態１では、各座席には、エラーマイクとスピーカとが２つずつ設けられているが、各座席には、エラーマイクとスピーカとが少なくとも１つずつ設けられればよい。
【００６５】
第１制御部１１００は、第１のスピーカ（スピーカ３ａ及び３ｂ）に、騒音を低減するための音を出力させるための制御信号を出力する。
【００６６】
第２制御部１２００は、第２のスピーカ（スピーカ３ｃ及び３ｄ）に制御信号を出力する。
【００６７】
なお、第１制御部１１００及び第２制御部１２００は、一つの制御部として実現されてもよく、この場合、一つの制御部は、スピーカ３ａ〜３ｄのそれぞれに、制御信号を出力する。
【００６８】
第１特性回路１１５０は、第１制御部１１００から第１のスピーカ（スピーカ３ａまたは３ｂ）に対して出力される制御信号に、第１のスピーカから第１の集音部（エラーマイク２ａまたは２ｂ）までの伝達特性を畳み込んだ信号を生成する。
【００６９】
第２特性回路１２５０は、第２制御部１２００から第２のスピーカ（スピーカ３ｃまたは３ｄ）に対して出力される制御信号に、第２のスピーカから第２の集音部（エラーマイク２ｃまたは２ｄ）までの伝達特性を畳み込んだ信号を生成する。
【００７０】
なお、第１特性回路１１５０及び第２特性回路１２５０は、畳み込み部の一例である。
【００７１】
減算器１１６１は、エラーマイク２ａの出力信号から第１特性回路１１５０が生成した信号を減算し、出力する。同様に、減算器１１６２は、エラーマイク２ｂの出力信号から第１特性回路１１５０が生成した信号を減算し、出力する。
【００７２】
減算器１２６１は、エラーマイク２ｃの出力信号から第２特性回路１２５０が生成した信号を減算し、出力する。同様に、減算器１２６２は、エラーマイク２ｄの出力信号から第２特性回路１２５０が生成した信号を減算し、出力する。
【００７３】
以上のような構成により、第１制御部１１００及び第２制御部１２００は、以下のような特徴的な制御を行うことができる。
【００７４】
具体的には、第１制御部１１００は、減算器１２６１及び１２６２からの出力信号と、第１の集音部（エラーマイク２ａまたは２ｂ）の出力信号とを参照信号として、騒音マイク１ｂの出力信号が最小となるように、第１スピーカ（スピーカ３ａまたは３ｂ）に対して出力する制御信号を生成（更新）し、第１スピーカに出力する。
【００７５】
また、第２制御部１２００は、減算器１１６１及び１１６２からの出力信号と、第２の集音部（エラーマイク２ｃまたは２ｄ）の出力信号とを参照信号として、騒音マイク１ｂの出力信号が最小となるように、第２スピーカ（スピーカ３ｃまたは３ｄ）に対して出力する制御信号を生成（更新）し、第２スピーカに出力する。
【００７６】
［動作］
以下、このような構成の騒音制御装置１０の動作について説明する。図７は、騒音制御装置１０の動作を説明するための図である。
【００７７】
まず、騒音マイク１ｂが騒音を検出した結果として出力する騒音信号は、第１制御部１１００及び第２制御部１２００に入力される。第１制御部１１００及び第２制御部１２００においては所定の信号処理が施された結果、第１制御部１１００からスピーカ３ａ及び３ｂに制御信号が出力され、第２制御部１２００からスピーカ３ｃ及び３ｄに制御信号が出力される。これにより、スピーカ３ａ〜３ｄのそれぞれから制御音が出力（再生）される（Ｓ１１）。
【００７８】
ヘッドレストにはエラーマイク２ａ〜２ｄも設置されており、エラーマイク２ａ〜２ｄは、騒音と制御音との干渉結果を検出し、エラー信号として第１制御部１１００または第２制御部１２００に出力する。第１制御部１１００及び第２制御部１２００は、この検出信号を最小とするように各制御信号を求める。これを繰り返すことで、エラーマイク２ａ〜２ｄの位置における騒音が低減される。ここまでは、図５を用いて説明したとおりである。
【００７９】
騒音制御装置１０では、さらに、減算器１１６１、１１６２、１２６１、及び１２６２において、各エラーマイク２ａ〜２ｄの出力信号（検出信号）は、第１特性回路１１５０の出力信号または第２特性回路１２５０の出力信号から減算される。減算された結果は、第２制御部１２００の騒音信号または第１制御部１１００の騒音信号として使用される。
【００８０】
ここで、第１特性回路１１５０には、スピーカ３ａまたは３ｂからエラーマイク２ａまたは２ｂへの伝達特性が記憶されている。第１特性回路１１５０は、第１制御部１１００の制御信号にこの伝達特性を畳み込み、その結果を減算器１１６１及び１１６２へ出力する。
【００８１】
同様に、第２特性回路１２５０には、スピーカ３ｃまたは３ｄからエラーマイク２ｃまたは２ｄへの伝達特性が記憶されている。第２特性回路１２５０は、第２制御部１２００の制御信号にこの伝達特性を畳み込み、その結果を減算器１２６１及び１２６２へ出力する（Ｓ１２）。
【００８２】
例えば、スピーカ３ａへの制御信号に、スピーカ３ａからエラーマイク２ａへの伝達特性が畳み込まれると、第１特性回路１１５０からは、エラーマイク２ａに対するスピーカ３ａから出力される制御音の影響を示す成分が出力されることとなる。同様に、スピーカ３ｂへの制御信号に、スピーカ３ｂからエラーマイク２ａへの伝達特性が畳み込まれると、第１特性回路１１５０からは、エラーマイク２ａに対するスピーカ３ｂから出力される制御音の影響を示す成分が出力されることとなる。これらの成分が、純粋なエラーマイク２ａの出力信号から減算されるため、エラーマイクの出力信号のうち、騒音を示す成分のみが第２制御部１２００に出力される。
【００８３】
すなわち、第１制御部１１００が騒音信号として使用する、エラーマイク２ｃ及び２ｄからの出力信号においては、余分な第２制御部１２００の制御信号（制御信号の影響）が差し引かれ、エラーマイク２ｃ及び２ｄからの騒音信号だけになる。同様に、第２制御部１２００が騒音信号として使用するエラーマイク２ａ及び２ｂからの出力信号においては、余分な第１制御部１１００の制御信号が差し引かれ、エラーマイク２ａ及び２ｂからの騒音信号だけになる。
【００８４】
以上のように、第１制御部１１００は、第２の座席２００１ｂのエラーマイク２ｃ及び２ｄを騒音マイクとして使用することができ、第２制御部１２００は、第１の座席２００１ａのエラーマイク２ａ及び２ｂを騒音マイクとして使用することができる。
【００８５】
例えば、減算器１２６１は、エラーマイク２ｃの出力信号から第２特性回路１２５０の出力信号を減算した信号を第１制御部１１００に出力する（Ｓ１３）。第１制御部１１００は、減算器１２６１及び１２６２から出力される信号と、エラーマイク２ａ及び２ｂからのエラー信号とを参照信号として、騒音マイク１ｂからの騒音信号が最小となるように、制御信号を生成および出力する（Ｓ１４）。
【００８６】
以上の処理について、図８Ａ及び図８Ｂを用いてさらに具体的に説明する。図８Ａ及び図８Ｂは、騒音制御装置の詳細構成を示すブロック図である。なお、図８Ａ及び図８Ｂにおける特性回路１１５１〜１１５４は、第１特性回路１１５０を構成し、特性回路１２５１〜１２５４は、第２特性回路１２５０を構成する。
【００８７】
まず、第１の座席２００１ａの制御について説明する。騒音マイク１ｂから出力される騒音信号は、減算器１１１４を経て、適応フィルタ１１０１に入力される。騒音マイク１ｂから出力される騒音信号は、適応フィルタ１１０１において所定の処理が施されて加算器１１１５に入力される。
【００８８】
一方、第２の座席２００１ｂに設置されたエラーマイク２ｃからの騒音信号は、減算器１２６１を経て、適応フィルタ１１０３に入力される。エラーマイク２ｃから出力される騒音信号は、適応フィルタ１１０３において所定の処理が施されて加算器１１１６に入力される。同じく、第２の座席２００１ｂに設置されたエラーマイク２ｄからの騒音信号は、減算器１２６２を経て、適応フィルタ１１０５において所定の処理が施されて加算器１１１６に入力される。
【００８９】
加算器１１１６は、適応フィルタ１１０３からの出力信号と適応フィルタ１１０５からの出力信号とを加算し、加算器１１１５に出力する。加算器１１１５は、適応フィルタ１１０１の出力信号と加算器１１１６の出力信号とを加算し、加算された信号に基づいてスピーカ３ａから制御音が出力（再生）される。
【００９０】
同様に、騒音マイク１ｂから出力される騒音信号は、減算器１１１４を経て、適応フィルタ１１０２に入力される。そして、騒音マイク１ｂから出力される騒音信号は、適応フィルタ１１０２において所定の処理が施されて加算器１１１７に入力される。
【００９１】
一方、第２の座席２００１ｂに設置されたエラーマイク２ｃからの騒音信号は、減算器１２６１を経て、適応フィルタ１１０４に入力される。エラーマイク２ｃから出力される騒音信号は、適応フィルタ１１０４において所定の処理が施されて加算器１１１８に入力される。同じく、第２の座席２００１ｂに設置されたエラーマイク２ｄからの騒音信号は、減算器１２６２を経て、適応フィルタ１１０６において所定の処理が施されて加算器１１１８に入力される。
【００９２】
加算器１１１８は、適応フィルタ１１０４からの出力信号と適応フィルタ１１０６からの出力信号とを加算し、加算器１１１７に出力する。加算器１１１７は、適応フィルタ１１０２の出力信号と加算器１１１８の出力信号を加算し、加算された信号に基づいてスピーカ３ｂから制御音が出力（再生）される。
【００９３】
このように、スピーカ３ａ及び３ｂによって再生された制御音は、騒音と干渉し、その残差音をエラーマイク２ａ及び２ｂがエラー信号として検出する。エラーマイク２ａからのエラー信号は、ＬＭＳ演算器１１０１ｃ、１１０２ｃ、１１０３ｃ、１１０４ｃ、１１０５ｃ、及び１１０６ｃに出力される。エラーマイク２ｂからのエラー信号は、ＬＭＳ演算器１１０１ｄ、１１０２ｄ、１１０３ｄ、１１０４ｄ、１１０５ｄ、及び１１０６ｄに出力される。
【００９４】
騒音マイク１ｂからの騒音信号は、減算器１１１４を経て、Ｆｘフィルタ１１０１ａ、１１０１ｂ、１１０２ａ、及び１１０２ｂに入力され、ここに係数として記憶されているスピーカ３ａまたは３ｂとエラーマイク２ａまたは２ｂとの間の伝達特性Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ２１、及びＣ２２の畳み込み処理が施される。Ｆｘフィルタ１１０１ａ、１１０１ｂ、１１０２ａ、及び１１０２ｂから出力される信号は、ＬＭＳ演算器１１０１ｃ、１１０１ｄ、１１０２ｃ、１１０２ｄにそれぞれ入力される。そして、ＬＭＳ演算器１１０１ｃ、１１０１ｄ、１１０２ｃ、及び１１０２ｄは、これらＦｘフィルタ１１０１ａ、１１０１ｂ、１１０２ａ、及び１１０２ｂからの信号とエラーマイク２ａまたは２ｂからのエラー信号とを用いて、各エラー信号が最小となるように適応フィルタ１１０１及び１１０２の係数を更新する。
【００９５】
エラーマイク２ｃからのエラー信号は、減算器１２６１を経て、Ｆｘフィルタ１１０３ａ、１１０３ｂ、１１０４ａ、及び１１０４ｂに入力され、ここに係数として記憶されているスピーカ３ａまたは３ｂとエラーマイク２ａまたは２ｂとの間の伝達特性Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ２１、及びＣ２２の畳み込み処理が施される。Ｆｘフィルタ１１０３ａ、１１０３ｂ、１１０４ａ、及び１１０４ｂから出力される信号は、ＬＭＳ演算器１１０３ｃ、１１０３ｄ、１１０４ｃ、及び１１０４ｄに入力される。そして、ＬＭＳ演算器１１０３ｃ、１１０３ｄ、１１０４ｃ、及び１１０４ｄは、これらＦｘフィルタ１１０３ａ、１１０３ｂ、１１０４ａ、及び１１０４ｂからの信号とエラーマイク２ａまたは２ｂからのエラー信号とを用いて、各エラー信号が最小となるように適応フィルタ１１０３及び１１０４の係数を更新する。
【００９６】
ここで、特性回路１２５１には、スピーカ３ｃとエラーマイク２ｃとの間の伝達特性Ｄ１１が係数として記憶されており、特性回路１２５２には、スピーカ３ｄとエラーマイク２ｃとの間の伝達特性Ｄ２１が係数として記憶されている。
【００９７】
スピーカ３ｃ及び３ｄに入力される制御信号は、特性回路１２５１及び１２５２のそれぞれにおいて係数Ｄ１１またはＤ２１の畳み込み処理が行われる。特性回路１２５１及び１２５２の各出力は、加算器１２５５で加算された後、減算器１２６１でエラーマイク２ｃからのエラー信号から差し引かれる。この結果、減算器１２６１の出力信号においてはスピーカ３ｃ及び３ｄにおいて再生される制御音の成分が除去され、エラーマイク２ｃが検出した騒音の成分のみが含まれる。なお、実際には、完全に除去されない場合もある。
【００９８】
これにより、適応フィルタ１１０３及び１１０４の係数は正常に更新される。すなわち、スピーカ３ｃ及び３ｄからの制御音による影響を低減して、エラーマイク２ｃで検出した騒音に基づく第１の座席２００１ａの騒音制御を行うことができる。
【００９９】
エラーマイク２ｄからのエラー信号は、減算器１２６２を経て、Ｆｘフィルタ１１０５ａ、１１０５ｂ、１１０６ａ、及び１１０６ｂに入力され、ここに係数として記憶されているスピーカ３ａまたは３ｂとエラーマイク２ａまたは２ｂとの間の伝達特性Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ２１、及びＣ２２の畳み込み処理が施される。Ｆｘフィルタ１１０５ａ、１１０５ｂ、１１０６ａ、及び１１０６ｂから出力される信号は、ＬＭＳ演算器１１０５ｃ、１１０５ｄ、１１０６ｃ、及び１１０６ｄに入力される。そして、ＬＭＳ演算器１１０５ｃ、１１０５ｄ、１１０６ｃ、及び１１０６ｄは、これらＦｘフィルタ１１０５ａ、１１０５ｂ、１１０６ａ、及び１１０６ｂからの信号とエラーマイク２ａまたは２ｂからのエラー信号とを用いて、各エラー信号が最小となるように適応フィルタ１１０５及び１１０６の係数を更新する。
【０１００】
ここで、特性回路１２５３には、スピーカ３ｃとエラーマイク２ｄとの間の伝達特性Ｄ１２が係数として記憶されており、特性回路１２５４には、スピーカ３ｄとエラーマイク２ｄとの間の伝達特性Ｄ２２が係数として記憶されている。
【０１０１】
スピーカ３ｃ及び３ｄに入力される制御信号は、特性回路１２５３及び１２５４のそれぞれにおいて係数Ｄ１２またはＤ２２の畳み込み処理が行われる。特性回路１２５３及び１２５４の各出力は、加算器１２５６で加算された後、減算器１２６２でエラーマイク２ｄからのエラー信号から差し引かれる。この結果、減算器１２６２の出力信号においてはスピーカ３ｃ及び３ｄにおいて再生される制御音の成分が除去され、エラーマイク２ｄが検出した騒音の成分のみが含まれる。なお、実際には、完全に除去されない場合もある。
【０１０２】
これにより、適応フィルタ１１０５及び１１０６の係数は正常に更新される。すなわち、スピーカ３ｃ及び３ｄからの制御音による影響を低減して、エラーマイク２ｄで検出した騒音に基づく第１の座席２００１ａの騒音制御を行うことができる。
【０１０３】
以上のように、第１の座席２００１ａにおける騒音制御について説明したが、第２の座席２００１ｂにおける騒音制御についても同様である。第２の座席２００１ｂにおける騒音制御においては、騒音マイク１ｂで検出した騒音とエラーマイク２ａ及び２ｂで検出した騒音とを用いることになるが、スピーカ３ａ及び３ｂからの制御音による影響を特性回路１１５１〜１１５４を用いて除去することができる。
【０１０４】
［効果等］
第１の座席２００１ａと第２の座席２００１ｂとは隣り合って位置している。つまり、エラーマイク２ａ及び２ｂと、エラーマイク２ｃ及び２ｄとは比較的近い場所に位置しており、各エラーマイクで検出される騒音信号は相関性が高い。すなわち、第１の座席２００１ａにおける騒音制御において、第２の座席２００１ｂのエラーマイク２ｃ及び２ｄを騒音マイクとして利用することで、エラーマイク２ａ及び２ｂと相関性の高い騒音信号を用いた騒音制御が可能となる。このような騒音制御では、騒音の低減量が向上できる。このような騒音低減の効果について図９〜図１１を用いて説明する。
【０１０５】
図９は、従来の騒音制御において制御ＯＮ状態と制御ＯＦＦ状態とを比較した図であり、図１０は、騒音制御装置１０による騒音制御において制御ＯＮ状態と制御ＯＦＦ状態とを比較した図である。図１１は、従来の騒音制御の制御ＯＮ状態と、騒音制御装置１０による騒音制御の制御ＯＮ状態とを比較をした図である。なお、いずれの図も、Ａカーブ特性をかけて表示されている。
【０１０６】
図９と図１０と比較することにより、図１０に示される騒音制御装置１０による騒音の低減量が大きいことがわかる。また、図１１に示されるように、騒音制御装置１０による騒音制御においては、１００〜３００Ｈｚの低い周波数帯域だけでなく、４００〜７００Ｈｚの比較的高い周波数においても騒音の低減効果が向上している。つまり、騒音制御装置１０の騒音制御によれば、低域の騒音の低減量が改善されるだけでなく、従来手法では騒音の低減が難しかった中域〜高域での騒音の低減量を向上することができる。
【０１０７】
なお、タイヤのように騒音源が比較的明確なものに対しては、その近傍に騒音マイク１ａ〜１ｄを設置しておけば、従来の騒音制御によってもタイヤに起因するロードノイズの低減効果が十分に期待できる。しかしながら、先に述べたように、ロードノイズは、騒音源として不明瞭な成分を多数含んでいるため、騒音制御装置１０のように制御点であるエラーマイクの近傍で騒音検出することにより相関性の高い信号を得ることが望ましい。つまり、騒音制御装置１０は、騒音源が明確でないランダム性の強い騒音の制御に適している。
【０１０８】
また、実施の形態１では、既に設置されているエラーマイクを利用しているので、新たにマイクを追加することなく実現できるため、実用性が高い。また、このような騒音制御は、既に設置されているマイクを利用することにより、マイクアンプ、不要な高域成分を除去するローパスフィルタ、デジタルデータに変換するＡＤコンバータ（いずれも図示せず）などの回路も新たに追加することなく実現できる。つまり、騒音制御装置１０は、装置の小型化及び装置の低コスト化といった利点も有する。
【０１０９】
［変形例１］
ところで、騒音マイク１ｂにスピーカ３ａ〜３ｄから再生される制御音が音響フィードバックする場合、その影響を除去する必要がある。このような場合、図８Ａ及び図８Ｂに図示される、音響フィードバックキャンセラ１１１１、１１１２、１２１１、及び１２１２が利用される。
【０１１０】
音響フィードバックキャンセラ１１１１には、スピーカ３ａから騒音マイク１ｂまでの伝達特性Ｅ１１が係数として記憶されており、音響フィードバックキャンセラ１１１２には、スピーカ３ｂから騒音マイク１ｂまでの伝達特性Ｅ２１が係数として記憶されている。
【０１１１】
音響フィードバックキャンセラ１１１１は、スピーカ３ａへの制御信号に対して係数Ｅ１１の畳み込み処理を行い、音響フィードバックキャンセラ１１１２は、係数Ｅ２１の畳み込み処理を行う。そして、各音響フィードバックキャンセラ１１１１及び１１１２の出力が加算器１１１３で加算された後、減算器１１１４において騒音マイク１ｂからの騒音信号から差し引かれる。これにより、スピーカ３ａ及び３ｂから騒音マイク１ｂへの音響フィードバックを除去できる。
【０１１２】
なお、第２の座席２００１ｂにおいてスピーカ３ｃ及び３ｄから騒音マイク１ｂへの音響フィードバックを除去する場合は、音響フィードバックキャンセラ１２１１及び１２１２が利用される。
【０１１３】
なお、騒音マイク１ｂは、助手席側タイヤ近傍に取付けられているので、ヘッドレストに設置されたスピーカ３ａ〜３ｄからは離れており、音響フィードバック量は少ない。このため、音響フィードバックキャンセラは、なくてもよい。しかしながら、Ｂピラーに設置した騒音マイク１ｅ〜１ｆ、及び、天井に設置した騒音マイク１ｉ〜１ｊは、スピーカ３ａ〜３ｄに比較的近いので、音響フィードバックが無視できなくなる。よって、このような場所に騒音マイクを検出する際には、音響フィードバックキャンセラ１１１１、１１１２、１２１１、及び１２１２が利用されることが望ましい。
【０１１４】
［変形例２］
ところで、上記実施の形態では、隣席（第２の座席２００１ｂ）のエラーマイクを自席（第１の座席２００１ａ）の騒音マイクとして利用する場合を例に説明してきた。しかしながら、例えば、自席に対して前席あるいは後席のエラーマイクが騒音マイクとして利用されてもよい。すなわち、自席の周囲を取り囲む自席以外の座席（他席）のエラーマイクは、自席に対する騒音制御において騒音マイクとして利用できる。
【０１１５】
これにより、自席に対してあらゆる方向から到達する騒音を隈なく検出し、全体として自席のエラーマイクに対する騒音信号の相関性を高めることができるため、さらに騒音低減効果を向上できる。
【０１１６】
また、上記実施の形態１では、騒音制御において専用の騒音マイク１ａ〜１ｌが利用されたが、図１２に示されるように、他席のエラーマイクのみが騒音マイクとして利用されてもよい。図１２は、専用の騒音マイクを利用しない騒音制御装置の構成を説明するための図である。
【０１１７】
図１２に示される騒音制御装置１０ａのような構成であっても良好な騒音低減が得られるならば、専用の騒音マイクは用いられなくてもよい。この場合は、マイク、マイクアンプ、ＬＰＦ、及びＡＤコンバータなどのさらなる部品削減が可能であり、さらなる小型・低コスト化を図ることができる。
【０１１８】
また、専用の騒音マイクは使わずに、自席のエラーマイクを自席の騒音マイクとして使用する、所謂、フィードバック（ＦＢ）制御が用いられてもよい。図１３は、図１２の騒音制御装置１０ａにＦＢ制御部を加えた構成を示す図である。
【０１１９】
一例として、第１の座席２００１ａにおける騒音制御について説明する。第１の座席２００１ａのエラーマイク２ａ及び２ｂからのエラー信号は、騒音信号としてＦＢ制御部１３００に入力される。ＦＢ制御部１３００は、入力されたエラー信号に対して、ＦＢ制御として騒音低減するような処理を施し、加算器１３５１及び１３５２に出力する。
【０１２０】
加算器１３５１及び１３５２は、ＦＢ制御部１３００の出力信号と第１制御部１１００の出力信号とを加算し、加算結果を制御信号としてスピーカ３ａ〜３ｂに出力する。
【０１２１】
この結果、騒音制御装置１０ｂ（コントローラ１０００ｂ）は、新たなマイク、マイクアンプ、ＬＰＦ、及びＡＤコンバータを追加することなく、図１２に示される騒音制御装置１０ａよりもさらに騒音低減効果を向上することができる。なお、第２の座席２００１ｂにおいても、ＦＢ制御部１４００、並びに、加算器１４５１及び１４５２によって同様の制御が可能である。
【０１２２】
なお、図１３に示される騒音制御装置１０ｂは、図１２に示される騒音制御装置１０ａにＦＢ制御部が追加された構成であるが、図６に示される騒音制御装置１０にＦＢ制御部が追加されてもよい。この場合、専用の騒音マイクも制御に用いているため、さらなる騒音低減効果を図ることができる。
【０１２３】
［補足］
上記実施の形態では、スピーカ及びエラーマイクは、座席のヘッドレストに設置されたが、これには２つの理由がある。
【０１２４】
１つめの理由としては、以下の点が挙げられる。
【０１２５】
フィードフォワード（ＦＦ）型の騒音制御においては、騒音マイクで騒音を検出してからコントローラにおいて信号処理を行ってスピーカから制御音を再生する。この制御音がエラーマイクに届く時間と、騒音マイクの位置における騒音が車室内を伝搬して直接エラーマイクに届く時間とが同じになる必要があり、これが所謂、因果律を満足させる条件になる。
【０１２６】
この条件を満たすためには、スピーカからエラーマイクまでの距離が短いほうが有利である。特に、上記実施の形態の騒音制御装置のように、隣席のエラーマイクを自席の騒音マイクとして利用する場合は、隣席のエラーマイクの位置における騒音が自席のエラーマイクまで騒音がごく短時間で伝播してしまう。このため、スピーカからエラーマイクの距離が短いことが求められる。それ故、スピーカとエラーマイクをヘッドレストに設置することが、因果律を満足させる現実的な構成となる。これが１つめの理由である。
【０１２７】
２つめの理由としては、以下の点が挙げられる。
【０１２８】
座席においてエラーマイクの位置は制御点となるため、エラーマイクの位置は、実際に座席に座った乗員の耳元に近いほうが理想的である。しかしながら、乗員の耳元にエラーマイクを設置することができないため、乗員の頭部近傍であるヘッドレストが、騒音低減効果を十分に得ることができる現実的な配置場所になる。これが２つめの理由である。
【０１２９】
スピーカとエラーマイクとをヘッドレストに設置する構成の具体例について、図１４を用いて説明する。図１４は、ヘッドレスト内のスピーカ及びエラーマイクの取り付け位置の一例を示す図である。なお、図１４は、内部構造を示す図であり、図１４の（ａ）は、正面図であり、図１４の（ｂ）は、側面図である。
【０１３０】
図１４に示されるように、ヘッドレスト１００の内部には、直方体状のスピーカボックス１０１が設けられている。また、ヘッドレスト１００の内部には、ウレタン１０３が充填されている。
【０１３１】
スピーカボックス１０１内には、スピーカ３ａ及び３ｂが組み込まれており、スピーカボックス１０１の前面にはパンチングメタル１０２が設置されている。
【０１３２】
パンチングメタル１０２には、図１４の（ａ）に示されるように、複数の開口が設けられ、この開口を通って音が外部に放射される。また、パンチングメタル１０２は、ウレタン１０３がスピーカ３ａ及び３ｂの振動板に直接接触しないように設けられている。
【０１３３】
パンチングメタル１０２が設けられない場合、スピーカ３ａ及び３ｂから出力される制御音により、スピーカ３ａ及び３ｂの振動板がウレタン１０３にあたり、制御音とは無関係な歪を発生してしまう場合があり、パンチングメタル１０２を用いて、このような歪を防止している。
【０１３４】
また、ウレタン１０３がない場合、座席に座った乗員がヘッドレスト１００に頭を押し付けるとスピーカボックス１０１またはパンチングメタル１０２にあたってしまう。このため、乗員に硬いあるいは痛いという不快感を与えてしまう。さらには、制御音を再生するときのスピーカ３ａ及び３ｂの振動が、直接、乗員の頭に伝わってしまい、不快感が増す場合もある。ウレタン１０３は、このような不快感を防止するために充填されている。
【０１３５】
ヘッドレスト１００の表面には、布が張られている。この布は、主として意匠上の理由から用いられているが、ヘッドレスト内部を保持する役割もある。
【０１３６】
ヘッドレスト１００の正面左の端部には、エラーマイク２ａが設置され、ヘッドレスト１００の正面右の端部には、エラーマイク２ｂが設置されている。ここで、エラーマイク２ａ及び２ｂは、マイク音孔がヘッドレスト表面布から出るように設けられている。
【０１３７】
これにより、エラーマイク２ａ〜２ｂはヘッドレスト外部の騒音、つまり、座席に座った乗客の耳元に近い騒音を検出することができる。
【０１３８】
なお、ヘッドレスト１００の表面の布及びウレタン１０３には、通常、難燃性材料が用いられる。このため、ヘッドレスト１００の表面の布及びウレタン１０３は、空気を通さない、または通しにくい。したがって、スピーカ３ａ及び３ｂから再生された制御音は、これら通過しにくい材料を透過した後で、エラーマイク２ａ及び２ｂに検出されることになる。
【０１３９】
ところで、図１４では、スピーカ３ａ及び３ｂ、並びにエラーマイク２ａ及び２ｂは、ヘッドレスト１００内に設置されたが、これら全てが収納できるほどヘッドレスト１００が大きくはない場合も考えられる。そのような場合は、図１５に示されるように、スピーカ３ａ〜３ｄは、座席の背もたれ部に設置されてもよい。図１５は、スピーカ及びエラーマイクの配置の一例を示す図である。ただし、この場合も、エラーマイク２ａ〜２ｄは、できるだけ乗員の耳元近くに位置するほうがよいため、ヘッドレスト内に設置することが望ましい。
【０１４０】
さらに、ヘッドレストと背もたれが分離していない座席も考えられるが、この場合も、図１６及び図１７に示されるように、エラーマイク２ａ〜２ｄは乗員の耳元近傍に設置されることが望ましく、スピーカ３ａ〜３ｄについても、設置可能な範囲で乗員の頭部近傍に設置されることが望ましい。図１６及び図１７は、スピーカ及びエラーマイクの配置の一例を示す図である。
【０１４１】
また、スピーカ及びエラーマイクは、乗員の頭部近傍に設置できるのであれば必ずしも座席に設けられる必要は無い。特に、自動車の場合、天井部が乗員の頭部に近いため、スピーカ及びエラーマイクは、天井部に設置されてもよい。天井部は、空間として広く使用できるので、スピーカのボックス容積を確保するには有利であり、騒音制御に必要となる低周波のスピーカ再生の能力向上も期待できる。
【０１４２】
（その他の実施の形態）
以上、実施の形態１に係る騒音制御装置について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。
【０１４３】
例えば、上記実施の形態では騒音制御装置の自動車に対する適用例について説明したが、本発明の騒音制御装置は、列車または航空機などに適用されてもよい。また、本発明の騒音制御装置は、劇場、会議室、及び自宅のリスニングルームなど、受聴位置が限定され、かつ、外部騒音の影響を低減したい空間にも適用可能であり、本発明の騒音制御装置が適用される空間は特に限定されるものではない。
【０１４４】
特に、列車及び航空機は自動車よりも座席数が多く、外部騒音の最初の進入経路である壁及び窓から遠い座席が存在する。このような遠い座席におけるエラー信号は、壁及び窓近傍に設置された騒音マイクの騒音信号との相関性が低いため、従来の騒音制御では良好な騒音低減効果を得られにくい。
【０１４５】
しかしながら、上記実施の形態のように、自席の近くの席のエラーマイクを騒音マイクとして利用できれば、自席におけるエラー信号と相関性の高い騒音信号を利用できるため、良好な騒音低減効果を得ることができる。
【０１４６】
また、上記実施の形態では、騒音制御装置に、エラーマイク、騒音マイク、及びスピーカが含まれるものとして説明したが、これらの構成要素は必須の構成要素ではない。すなわち、騒音制御装置は、上記実施の形態のコントローラに相当する装置として実現されてもよい。
【０１４７】
なお、上記各実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。
【０１４８】
また、各構成要素は、回路でもよい。これらの回路は、全体として１つの回路を構成してもよいし、それぞれ別々の回路でもよい。また、これらの回路は、それぞれ、汎用的な回路でもよいし、専用の回路でもよい。
【０１４９】
以上、一つまたは複数の態様に係る騒音制御装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
【０１５０】
例えば、本発明は、騒音制御方法として実現されてもよいし、上記実施の形態の騒音制御装置を備える移動体（自動車、列車、及び航空機など）として実現されてもよい。
【０１５１】
また、例えば、上記各実施の形態において、特定の処理部が実行する処理を別の処理部が実行してもよい。また、複数の処理の順序が変更されてもよいし、複数の処理が並行して実行されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１５２】
本発明の騒音制御装置は、自動車及び航空機などの内部空間において騒音を低減することができる騒音制御装置として有用である。
【符号の説明】
【０１５３】
１ａ〜１ｌ  騒音マイク
２ａ〜２ｈ、２１０２ａ〜２１０２ｄ、３００２  エラーマイク
３ａ〜３ｈ、２１０３ａ、２１０３ｂ、３００３  スピーカ
１０、１０ａ、１０ｂ  騒音制御装置
１００  ヘッドレスト
１０１  スピーカボックス
１０２  パンチングメタル
１０３  ウレタン
１０００、１０００ｂ、２１００  コントローラ
１１００  第１制御部
１１０１〜１１０６、１２０１〜１２０６、３０１１、３０１２、３０１３  適応フィルタ
１１０１ａ、１１０１ｂ、１１０２ａ、１１０２ｂ、１１０３ａ、１１０３ｂ、１１０４ａ、１１０４ｂ、１１０５ａ、１１０５ｂ、１１０６ａ、１１０６ｂ、１２０１ａ、１２０１ｂ、１２０２ａ、１２０２ｂ、１２０３ａ、１２０３ｂ、１２０４ａ、１２０４ｂ、１２０５ａ、１２０５ｂ、１２０６ａ、１２０６ｂ  Ｆｘフィルタ
１１０１ｃ、１１０１ｄ、１１０２ｃ、１１０２ｄ、１１０３ｃ、１１０３ｄ、１１０４ｃ、１１０４ｄ、１１０５ｃ、１１０５ｄ、１１０６ｃ、１１０６ｄ、１２０１ｃ、１２０１ｄ、１２０２ｃ、１２０２ｄ、１２０３ｃ、１２０３ｄ、１２０４ｃ、１２０４ｄ、１２０５ｃ、１２０５ｄ、１２０６ｃ、１２０６ｄ  ＬＭＳ演算器
１１１１、１１１２、１２１１、１２１２  音響フィードバックキャンセラ
１１１３、１１１５〜１１１８、１１５５、１１５６、１２１３、１２１５〜１２１８、１２５５、１２５６、１３５１、１３５２、１４５１、１４５２、３０１４  加算器
１１１４、１１６１、１１６２、１２１４、１２６１、１２６２  減算器
１１５０  第１特性回路
１１５１〜１１５４、１２５１〜１２５４  特性回路
１２００  第２制御部
１２５０  第２特性回路
１３００、１４００  ＦＢ制御部
２０００  自動車
２００１ａ  座席（第１の座席）
２００１ｂ  座席（第２の座席）
２００１ｃ、２００１ｄ  座席
２０１０  車室
２０１０ａ  右前側領域（分割領域）
２０１０ｂ  左前側領域（分割領域）
２０１０ｃ  右後側領域（分割領域）
２０１０ｄ  左後側領域（分割領域）
２０２０  エンジン
２１０１  クランク角センサ
２１１０  マイコン
２１２０、２１２０ａ〜２１２０ｄ  ＡＤコンバータ
２１３０ａ、２１３０ｂ  ＤＡコンバータ
３００１ａ〜３００１ｃ  騒音検出マイク
３０１１ａ、３０１２ａ、３０１３ａ  デジタルフィルタ
３０１１ｂ、３０１２ｂ、３０１３ｂ  係数更新回路
３１０１  ルーフ
３１０２  トランクルーム
３１０３ａ  前座席
３１０３ｂ  後座席
【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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【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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