騒音低減装置
【課題】航空機などに搭載する騒音低減装置において、設置環境に付随する騒音発生源に対して、効果的な騒音低減を実現する装置を提案する。
【解決手段】騒音源から発せられる騒音を検知する騒音検知手段と、騒音検知手段からの情報に基づいて騒音検知手段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手段と、騒音制御手段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手段とを備えた騒音低減装置６００を座席６０２に設置し、騒音低減装置６００の騒音検知手段６２０と制御音出力手段６４０とを座席６０２毎に所定数配設し、座席間および座席内の少なくともいずれかにおいて、制御音出力手段６４０から出力される制御音の指向性の範囲外に騒音検知手段６２０の指向性を設定する。
【解決手段】騒音源から発せられる騒音を検知する騒音検知手段と、騒音検知手段からの情報に基づいて騒音検知手段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手段と、騒音制御手段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手段とを備えた騒音低減装置６００を座席６０２に設置し、騒音低減装置６００の騒音検知手段６２０と制御音出力手段６４０とを座席６０２毎に所定数配設し、座席間および座席内の少なくともいずれかにおいて、制御音出力手段６４０から出力される制御音の指向性の範囲外に騒音検知手段６２０の指向性を設定する。
【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、利用場所の利便性が低下する。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、利便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、客席における利便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、座席の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】
スピーカとマイクの指向性に関しては、無指向性のマイクを使用し、指向性を有するスピーカをアレイ状に配列する方法が提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【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
【特許文献４】特開２００６−９７３５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記従来の方法で効果的に騒音を低減するためには、マイクおよびスピーカの設置数を多くする必要がある一方、マイクとスピーカとの相互の関係について特に検討がなされておらず、航空機などにおいて多数の座席が配設された状況では、周辺に配設された多数のスピーカから発せられる音波を多数のマイクがそれぞれ検知することとなり、座席間や座席内における音波の相互干渉などの課題があった。
【００１０】
本発明は上記課題を解決するものであり、騒音低減の対象となる騒音のみを効率よく検知することによって、精度の高い高品質の騒音低減装置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】
上述したような目的を達成するために、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手段と、騒音検知手段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手段と、騒音制御手段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手段とを備え、騒音検知手段と制御音出力手段とを座席毎に所定数配設し、座席間および座席内の少なくともいずれかにおいて、制御音出力手段から出力される制御音の指向性の範囲外に騒音検知手段の指向性を設定することを特徴とする。
【００１２】
このような構成により、座席間および座席内の少なくともいずれかにおいて、制御音出力手段から出力される制御音の指向性の範囲外に騒音検知手段の指向性を設定することが可能となる。したがって、騒音検知手段は制御音出力手段から出力される制御音を検知せず、騒音低減の対象となる騒音のみの検知を行うことができる。これにより、座席間および座席内において騒音検知の精度の向上を実現し、高品質の騒音低減装置を提供することができる。
【００１３】
また、本発明の騒音低減装置は、制御音出力手段から出力される制御音の指向性が、各座席に配設された複数の制御音出力手段から出力される制御音により合成される指向性である。このような構成により、各座席に配設された複数の制御音出力手段から出力される制御音に対して、制御音の指向性の範囲外に騒音検知手段の指向性を設定することが可能となる。したがって、騒音検知の品質の向上を実現し、高品質の騒音低減装置を提供することができる。
【００１４】
また、本発明の騒音低減装置は、制御音出力手段から出力される制御音の指向性が、各座席に所定数配設された制御音出力手段のうち選択された特定の制御音出力手段から出力される制御音の指向性である。このような構成により、各座席に所定数配設された制御音出力手段のうち選択された特定の制御音出力手段から出力される制御音に対して、制御音の指向性の範囲外に騒音検知手段の指向性を設定することが可能となる。したがって、騒音検知の品質の向上を実現し、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。
【００１５】
また、本発明の騒音低減装置は、制御音出力手段から出力される制御音の指向性に対して、各座席に所定数配設された各騒音検知手段の指向性を設定する。このような構成により、騒音検知手段の指向性の設定を簡単かつ確実に実施することが可能となり、利便性に優れた騒音低減装置を実現することができる。
【００１６】
また、本発明の騒音低減装置は、制御音出力手段から出力される制御音の指向性に対して、各座席に所定数配設された騒音検知手段のうち選択された特定の騒音検知手段の指向性を設定する。このような構成により、騒音検知手段の指向性の設定を簡単かつ確実に実施することが可能となり、利便性に優れた騒音低減装置を実現することができる。
【００１７】
また、本発明の騒音低減装置は、騒音検知手段および制御音出力手段を、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。このような構成により、騒音検知手段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することが可能となり、各座席において騒音源との相互の位置関係に応じて騒音検知手段の検出特性を最適化することができる。これにより、騒音検知の精度の向上を実現し、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。
【００１８】
また、本発明の騒音低減装置は、座席が航空機または車両の客室に設置された座席である。したがって、航空機や車両の客室に使用可能な、高品質で高効率な騒音低減管理システムを提供することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、騒音低減の対象となる騒音のみを効率よく検知することによって、精度の高い高品質な騒音低減装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図６を用いて説明する。
【００２１】
（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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ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。例えば、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。
【００２６】
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、このシェル内部の騒音低減に対する要望は特に大きいものがある。
【００２７】
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３を用いて説明する。
【００２８】
図３（ａ）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。
【００２９】
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。
【００３０】
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手段として備えられ、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。
【００３１】
騒音制御手段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、制御部３３３、Ｄ／Ａ変換器３３４を備えており、騒音検知手段であるマイク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。
【００３２】
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および制御部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。制御部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、制御音出力手段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。
【００３３】
誤差音検知手段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。
【００３４】
図３（ａ）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。
【００３５】
図３（ｂ）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。
【００３６】
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。
【００３７】
つぎに、騒音低減装置の設置事例について説明する。
【００３８】
図４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。
【００３９】
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およびスピーカ４４０ａ、４４０ｂ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は頭部４０１ａとスピーカ４４０ａ、４４０ｂとの間にそれぞれ配置される。
【００４０】
つぎに、本発明の実施の形態における騒音低減装置を航空機の客室に設置した場合の構成上の特徴について、図５および図６を用いて説明する。図５および図６は、航空機の客室に設置された騒音低減装置の二つの事例における主要な構成を示す平面図である。
【００４１】
図５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５０２における騒音の到達方向を示す。図５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５００は、航空機の客室Ａに配列された座席５０２に設置される。座席５０２は、壁面によりシェル状に周囲を囲い利用者の占有領域を確保するシェル部５０２ａおよびシェル部５０２ａの内部に配置されリクライニング可能に構成されたリクライニング部（座席部）５０２ｂを備えている。シェル部５０２ａは、リクライニング部５０２ｂの前方に対向する位置に棚部５０２ａａを備えており、机としての機能を発揮することができる。また、リクライニング部５０２ｂは、腰かけ部５０２ｂａ、背もたれ部５０２ｂｂ、ヘッドレスト５０２ｂｃおよび肘かけ部５０２ｂｄ、５０２ｂｅを備え、利用者がリクライニング操作を行うことにより、腰かけ部５０２ｂａが前方にスライドするとともに、腰かけ部５０２ｂａと係合された背もたれ部５０２ｂｂの傾斜角度が変化させ、ヘッドレスト５０２ｂｃを主として下方向に移動することができる。
【００４２】
航空機の客室Ａにおける音環境としては、機体に搭載されたエンジンや客室の内部に配設されたエアコンそのほかの騒音源があり、座席５０２では、騒音源から発せられる騒音が、例えば、各騒音源と座席５０２とを結ぶ騒音経路ＮＳ５１〜ＮＳ５８を中心としてシェル部５０２ａの外周部に到達する。これに対して、座席５０２のシェル部５０２ａの外周部には、本発明の実施の形態における騒音低減装置５００の構成要素として、例えば、騒音検知用の指向性を有するマイク５２０が複数、略等間隔に配設される。なお、マイク５２０の配置は等間隔に限定されるものではなく、騒音源から発せられる騒音の状況に応じて適宜、配置間隔を変えてもよい。また、シェル部５０２ａの内側には、制御音出力手段としてのスピーカ５４０ａ〜５４０ｊが、略等間隔に配設されており、スピーカ５４０ａ〜５４０ｊはそれぞれ出力方向および指向性の少なくともいずれかが利用者５０１と対向するように設定される。また、シェル部５０２ａの利用者５０１の背面に位置する場所には、騒音制御器５３０が収納されている。
【００４３】
座席５０２に配設された騒音低減装置５００は、座席５０２のシェル部５０２ａの外周部にアレイマイクとして略等間隔に配設された複数のマイク５２０により、周囲の騒音源から発せられた騒音経路ＮＳ５１〜ＮＳ５８について、騒音を検知する。また、騒音制御器５３０では、マイク５２０により検知された騒音に係わる情報に基づいて、各騒音成分について制御音信号を生成し、スピーカ５４０ａ〜５４０ｊのうち、各騒音の拡がり角度の内部にあるスピーカを選択して制御音を出力し、騒音の低減を行う。
【００４４】
なお、シェル部５０２ａの外周部に配設されたマイク５２０は、すべて指向方向が外向き（例えば、指向方向５２０Ｄ）であり、指向角度が一定範囲内（例えば、指向角度β）に設定されており、座席５０２の周囲から発せられる騒音を検知することができる（例えば、騒音経路ＮＳ５１）が、シェル部５０２ａの内側に設けられたスピーカ５４０ａ〜５４０ｊから発せられる制御音については、どれもマイク５２０の指向性の範囲外となり、検知することができない。この構成により、制御音出力手段から出力される制御音の指向性の範囲外に騒音検知手段の指向性を設定することが可能となる。したがって、騒音検知手段としてのマイク５２０は、座席５０２において、周囲から発せられる騒音のみの検知することができ、座席内部における制御音を検知することによる誤差の影響を除去することができる。これにより、騒音検知の精度を高め、高品質の騒音低減装置を実現することができる。
【００４５】
つぎに、航空機の客室に設置された騒音低減装置の別の事例について、図６を用いて説明する。
【００４６】
図５に示す騒音低減装置の事例は、各座席における騒音検知の精度を高める方法に関するものであるが、図６に示す事例は、座席間において相互に影響を受ける誤差要因を除去することにより、各座席における騒音の検知精度を高める方法に関するものである。
【００４７】
図６（ａ）は、隣接する二つの座席６０２ａおよび座席６０２ｂにおいて、それぞれの座席に設置された騒音低減装置６００ａおよび騒音低減装置６００ｂが、互いの騒音の検知精度に関して相互に影響を受ける状況を示している。図６（ａ）において、座席６０２ａのシェル部６０２ａａの外周部に略等間隔に配設された複数のマイクのうち、マイク６２０に対して、座席６０２ａに隣接する座席６０２ｂのシェル部６０２ｂａの内側に略等間隔に配設された制御音出力用の複数のスピーカのうち、マイク６２０と対向する位置に配設されたスピーカ６４０ｉ、６４０ｊ、６４０ａおよびスピーカ６４０ｂから発せられた制御音は、座席６０２ａのマイク６２０に向けてそれぞれ放射される。このマイクとスピーカとの組み合わせにおいて、マイク６２０の指向角度とスピーカ６４０ｉ、６４０ｊ、６４０ａおよびスピーカ６４０ｂから発せられる制御音の放射角との間に共通する経路Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３および経路Ｓ４を含む領域を共有する場合は、マイク６２０は隣接する座席６０２ｂのスピーカ６４０ｉ、６４０ｊ、６４０ａおよびスピーカ６４０ｂから発せられる騒音低減用の制御音を検知する。したがって、マイク６２０は、隣接する座席６０２ｂから発せられる制御音が騒音検知の誤差要因となり、その影響を受けて騒音検知の精度が低下する。この状況は、座席６０２ａに配設されたほかのマイクにおいても同様であり、隣接する座席６０２ｂから発せられる制御音の影響を受けて騒音検知の精度が低下する。
【００４８】
本発明の実施の形態における騒音低減装置６００では、隣接する座席間の制御音による相互の影響を抑制するために、図６（ｂ）に示す対策が実施されている。
【００４９】
図６（ｂ）に示すように、座席６０２ａのシェル部６０２ａａの外周部に配設された騒音検知手段としてのマイク６２０は、座席６０２ｂにおいてマイク６２０と対向して配置されたスピーカ６４０ｉ、６４０ｊ、６４０ａおよびスピーカ６４０ｂに対して、スピーカ６４０ｉ、６４０ｊ、６４０ａおよびスピーカ６４０ｂから発せられる制御音の放射角との間に共通する経路を含まないように、指向方向６２０Ｄおよび指向角度γが設定されている。なお、ここではマイク６２０の指向性が外部に向いている状態を説明したが、スピーカ６４０ｉ、６４０ｊ、６４０ａおよびスピーカ６４０ｂから発せられる制御音の範囲外となる方向であれば、マイク６２０の指向性はシェル部６０２ａａの内部方向を向いてもよい。
【００５０】
この構成により、制御音出力手段から出力される制御音の指向性の範囲外に騒音検知手段の指向性を設定することが可能となる。この結果、マイク６２０は隣接する座席６０２ｂのスピーカ６４０ｉ、６４０ｊ、６４０ａおよびスピーカ６４０ｂから発せられる騒音低減用の制御音を検知することがない。したがって、マイク６２０は、隣接する座席６０２ｂから発せられる騒音低減用の制御音により影響を受けて騒音検知の精度が低下することを防止することができる。
【００５１】
この状況は、座席６０２ａに配設されたほかのマイクにおいても同様であり、隣接する座席６０２ｂから発せられる制御音の影響を受けて騒音検知の精度が低下することがない。したがって、本発明の実施の形態における騒音低減装置によれば、騒音検知の精度を効果的に向上することができ、高品質の騒音低減装置を提供することができる。
【００５２】
なお、本発明の実施の形態においては、制御音出力手段としてのスピーカから出力される制御音の指向性に関して、個別のスピーカに対して制御音の指向性の範囲外に騒音検知手段としてのマイクの指向性を設定する事例について説明したが、マイクの指向性を設定する方法はこれに限られるものではない。各座席に配設された複数のスピーカから出力される制御音により合成される指向性に対して、マイクの指向性を設定する方法によっても同様の効果を発揮することができる。また、各座席に所定数配設されたスピーカのうち選択された特定のスピーカから出力される制御音の指向性に対して、マイクの指向性を設定する方法は、騒音低減装置の構成の簡略化に効果を発揮する。さらに、マイクの指向性の設定は、各座席に所定数配設されたマイクのうち選択された特定のマイクに対して実施する方法によっても、騒音低減装置の構成の簡略化に効果を発揮する。
【００５３】
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ことは言うまでもない。
【００５４】
また、本発明の実施の形態においては、騒音源３１０から発せられる騒音を検知する騒音検知手段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、利便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。
【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を使用することにより、座席間および座席内の少なくともいずれかにおいて、制御音出力手段から出力される制御音の指向性の範囲外に騒音検知手段の指向性を設定することが可能となる。したがって、騒音検知手段は制御音出力手段から出力される制御音を検知せず、騒音のみの検知を行うことができる。これにより、座席間および座席内において騒音検知の精度の向上を実現し、高品質の騒音低減装置を提供することができる。また、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、利便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は、騒音検知の精度の向上を実現し、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。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【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】同騒音低減装置の設置環境の詳細を示す平面図
【図３】同騒音低減装置の基本構成を示すブロック図
【図４】同騒音低減装置の設置事例を示す正面図および平面図
【図５】同騒音低減装置の主要な構成を示す平面図
【図６】同騒音低減装置の主要な構成を示す平面図
【符号の説明】
【００５８】
１００ 航空機
１００ａ，Ａ，Ｂ，Ｃ 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
１０５，４０２，５０２，６０２ａ，６０２ｂ 座席
１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ 通信回線
３００，４００，５００，６００ａ，６００ｂ 騒音低減装置
３０１，４０１，５０１ 利用者
３０１ｂ，５０１ｂ 耳
３１０，ＮＳ１ａ，ＮＳ１ｂ，ＮＳ１ｃ，ＮＳ２ａ，ＮＳ２ｂ，ＮＳ２ｃ，ＮＳ２ｄ，ＮＳ２ｅ 騒音源
３１０Ｎ，３４０Ｎ，ＮＳ５１〜ＮＳ５８ 騒音の主到達経路（騒音経路）
３２０ 騒音検出器（マイク）
３３０，４３０，５３０ 騒音制御器
３３１，３３５ Ａ／Ｄ変換器
３３２ デジタルフィルタ
３３３ 制御部
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 頭部
４０２ａａ，４０２ａｂ，５０２ｂｄ，５０２ｂｅ 肘かけ部
４０２ｂ，５０２ｂｃ ヘッドレスト
４２０ａ，４２０ｂ，４５０ａ，４５０ｂ，５２０，６２０ マイク
４４０ａ，４４０ｂ，５４０ａ〜５４０ｊ，６４０ａ，６４０ｂ，６４０ｉ，６４０ｊ スピーカ
５０２ａ，６０２ａａ，６０２ｂａ シェル部
５０２ａａ 棚部
５０２ｂ リクライニング部（座席部）
５０２ｂａ 腰かけ部
５０２ｂｂ 背もたれ部
５２０Ｄ，６２０Ｄ （マイクの）指向方向
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４ 経路
α 拡がり角度
β （マイクの）指向角度
γ （スピーカの）指向角度
【技術分野】
【０００１】
本発明は、座席における騒音低減装置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、利用場所の利便性が低下する。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、利便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、客席における利便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、座席の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】
スピーカとマイクの指向性に関しては、無指向性のマイクを使用し、指向性を有するスピーカをアレイ状に配列する方法が提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【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
【特許文献４】特開２００６−９７３５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記従来の方法で効果的に騒音を低減するためには、マイクおよびスピーカの設置数を多くする必要がある一方、マイクとスピーカとの相互の関係について特に検討がなされておらず、航空機などにおいて多数の座席が配設された状況では、周辺に配設された多数のスピーカから発せられる音波を多数のマイクがそれぞれ検知することとなり、座席間や座席内における音波の相互干渉などの課題があった。
【００１０】
本発明は上記課題を解決するものであり、騒音低減の対象となる騒音のみを効率よく検知することによって、精度の高い高品質の騒音低減装置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】
上述したような目的を達成するために、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手段と、騒音検知手段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手段と、騒音制御手段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手段とを備え、騒音検知手段と制御音出力手段とを座席毎に所定数配設し、座席間および座席内の少なくともいずれかにおいて、制御音出力手段から出力される制御音の指向性の範囲外に騒音検知手段の指向性を設定することを特徴とする。
【００１２】
このような構成により、座席間および座席内の少なくともいずれかにおいて、制御音出力手段から出力される制御音の指向性の範囲外に騒音検知手段の指向性を設定することが可能となる。したがって、騒音検知手段は制御音出力手段から出力される制御音を検知せず、騒音低減の対象となる騒音のみの検知を行うことができる。これにより、座席間および座席内において騒音検知の精度の向上を実現し、高品質の騒音低減装置を提供することができる。
【００１３】
また、本発明の騒音低減装置は、制御音出力手段から出力される制御音の指向性が、各座席に配設された複数の制御音出力手段から出力される制御音により合成される指向性である。このような構成により、各座席に配設された複数の制御音出力手段から出力される制御音に対して、制御音の指向性の範囲外に騒音検知手段の指向性を設定することが可能となる。したがって、騒音検知の品質の向上を実現し、高品質の騒音低減装置を提供することができる。
【００１４】
また、本発明の騒音低減装置は、制御音出力手段から出力される制御音の指向性が、各座席に所定数配設された制御音出力手段のうち選択された特定の制御音出力手段から出力される制御音の指向性である。このような構成により、各座席に所定数配設された制御音出力手段のうち選択された特定の制御音出力手段から出力される制御音に対して、制御音の指向性の範囲外に騒音検知手段の指向性を設定することが可能となる。したがって、騒音検知の品質の向上を実現し、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。
【００１５】
また、本発明の騒音低減装置は、制御音出力手段から出力される制御音の指向性に対して、各座席に所定数配設された各騒音検知手段の指向性を設定する。このような構成により、騒音検知手段の指向性の設定を簡単かつ確実に実施することが可能となり、利便性に優れた騒音低減装置を実現することができる。
【００１６】
また、本発明の騒音低減装置は、制御音出力手段から出力される制御音の指向性に対して、各座席に所定数配設された騒音検知手段のうち選択された特定の騒音検知手段の指向性を設定する。このような構成により、騒音検知手段の指向性の設定を簡単かつ確実に実施することが可能となり、利便性に優れた騒音低減装置を実現することができる。
【００１７】
また、本発明の騒音低減装置は、騒音検知手段および制御音出力手段を、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。このような構成により、騒音検知手段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することが可能となり、各座席において騒音源との相互の位置関係に応じて騒音検知手段の検出特性を最適化することができる。これにより、騒音検知の精度の向上を実現し、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。
【００１８】
また、本発明の騒音低減装置は、座席が航空機または車両の客室に設置された座席である。したがって、航空機や車両の客室に使用可能な、高品質で高効率な騒音低減管理システムを提供することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、騒音低減の対象となる騒音のみを効率よく検知することによって、精度の高い高品質な騒音低減装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図６を用いて説明する。
【００２１】
（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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ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。例えば、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。
【００２６】
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、このシェル内部の騒音低減に対する要望は特に大きいものがある。
【００２７】
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３を用いて説明する。
【００２８】
図３（ａ）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。
【００２９】
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。
【００３０】
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手段として備えられ、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。
【００３１】
騒音制御手段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、制御部３３３、Ｄ／Ａ変換器３３４を備えており、騒音検知手段であるマイク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。
【００３２】
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および制御部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。制御部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、制御音出力手段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。
【００３３】
誤差音検知手段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。
【００３４】
図３（ａ）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。
【００３５】
図３（ｂ）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。
【００３６】
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。
【００３７】
つぎに、騒音低減装置の設置事例について説明する。
【００３８】
図４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。
【００３９】
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およびスピーカ４４０ａ、４４０ｂ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は頭部４０１ａとスピーカ４４０ａ、４４０ｂとの間にそれぞれ配置される。
【００４０】
つぎに、本発明の実施の形態における騒音低減装置を航空機の客室に設置した場合の構成上の特徴について、図５および図６を用いて説明する。図５および図６は、航空機の客室に設置された騒音低減装置の二つの事例における主要な構成を示す平面図である。
【００４１】
図５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５０２における騒音の到達方向を示す。図５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５００は、航空機の客室Ａに配列された座席５０２に設置される。座席５０２は、壁面によりシェル状に周囲を囲い利用者の占有領域を確保するシェル部５０２ａおよびシェル部５０２ａの内部に配置されリクライニング可能に構成されたリクライニング部（座席部）５０２ｂを備えている。シェル部５０２ａは、リクライニング部５０２ｂの前方に対向する位置に棚部５０２ａａを備えており、机としての機能を発揮することができる。また、リクライニング部５０２ｂは、腰かけ部５０２ｂａ、背もたれ部５０２ｂｂ、ヘッドレスト５０２ｂｃおよび肘かけ部５０２ｂｄ、５０２ｂｅを備え、利用者がリクライニング操作を行うことにより、腰かけ部５０２ｂａが前方にスライドするとともに、腰かけ部５０２ｂａと係合された背もたれ部５０２ｂｂの傾斜角度が変化させ、ヘッドレスト５０２ｂｃを主として下方向に移動することができる。
【００４２】
航空機の客室Ａにおける音環境としては、機体に搭載されたエンジンや客室の内部に配設されたエアコンそのほかの騒音源があり、座席５０２では、騒音源から発せられる騒音が、例えば、各騒音源と座席５０２とを結ぶ騒音経路ＮＳ５１〜ＮＳ５８を中心としてシェル部５０２ａの外周部に到達する。これに対して、座席５０２のシェル部５０２ａの外周部には、本発明の実施の形態における騒音低減装置５００の構成要素として、例えば、騒音検知用の指向性を有するマイク５２０が複数、略等間隔に配設される。なお、マイク５２０の配置は等間隔に限定されるものではなく、騒音源から発せられる騒音の状況に応じて適宜、配置間隔を変えてもよい。また、シェル部５０２ａの内側には、制御音出力手段としてのスピーカ５４０ａ〜５４０ｊが、略等間隔に配設されており、スピーカ５４０ａ〜５４０ｊはそれぞれ出力方向および指向性の少なくともいずれかが利用者５０１と対向するように設定される。また、シェル部５０２ａの利用者５０１の背面に位置する場所には、騒音制御器５３０が収納されている。
【００４３】
座席５０２に配設された騒音低減装置５００は、座席５０２のシェル部５０２ａの外周部にアレイマイクとして略等間隔に配設された複数のマイク５２０により、周囲の騒音源から発せられた騒音経路ＮＳ５１〜ＮＳ５８について、騒音を検知する。また、騒音制御器５３０では、マイク５２０により検知された騒音に係わる情報に基づいて、各騒音成分について制御音信号を生成し、スピーカ５４０ａ〜５４０ｊのうち、各騒音の拡がり角度の内部にあるスピーカを選択して制御音を出力し、騒音の低減を行う。
【００４４】
なお、シェル部５０２ａの外周部に配設されたマイク５２０は、すべて指向方向が外向き（例えば、指向方向５２０Ｄ）であり、指向角度が一定範囲内（例えば、指向角度β）に設定されており、座席５０２の周囲から発せられる騒音を検知することができる（例えば、騒音経路ＮＳ５１）が、シェル部５０２ａの内側に設けられたスピーカ５４０ａ〜５４０ｊから発せられる制御音については、どれもマイク５２０の指向性の範囲外となり、検知することができない。この構成により、制御音出力手段から出力される制御音の指向性の範囲外に騒音検知手段の指向性を設定することが可能となる。したがって、騒音検知手段としてのマイク５２０は、座席５０２において、周囲から発せられる騒音のみの検知することができ、座席内部における制御音を検知することによる誤差の影響を除去することができる。これにより、騒音検知の精度を高め、高品質の騒音低減装置を実現することができる。
【００４５】
つぎに、航空機の客室に設置された騒音低減装置の別の事例について、図６を用いて説明する。
【００４６】
図５に示す騒音低減装置の事例は、各座席における騒音検知の精度を高める方法に関するものであるが、図６に示す事例は、座席間において相互に影響を受ける誤差要因を除去することにより、各座席における騒音の検知精度を高める方法に関するものである。
【００４７】
図６（ａ）は、隣接する二つの座席６０２ａおよび座席６０２ｂにおいて、それぞれの座席に設置された騒音低減装置６００ａおよび騒音低減装置６００ｂが、互いの騒音の検知精度に関して相互に影響を受ける状況を示している。図６（ａ）において、座席６０２ａのシェル部６０２ａａの外周部に略等間隔に配設された複数のマイクのうち、マイク６２０に対して、座席６０２ａに隣接する座席６０２ｂのシェル部６０２ｂａの内側に略等間隔に配設された制御音出力用の複数のスピーカのうち、マイク６２０と対向する位置に配設されたスピーカ６４０ｉ、６４０ｊ、６４０ａおよびスピーカ６４０ｂから発せられた制御音は、座席６０２ａのマイク６２０に向けてそれぞれ放射される。このマイクとスピーカとの組み合わせにおいて、マイク６２０の指向角度とスピーカ６４０ｉ、６４０ｊ、６４０ａおよびスピーカ６４０ｂから発せられる制御音の放射角との間に共通する経路Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３および経路Ｓ４を含む領域を共有する場合は、マイク６２０は隣接する座席６０２ｂのスピーカ６４０ｉ、６４０ｊ、６４０ａおよびスピーカ６４０ｂから発せられる騒音低減用の制御音を検知する。したがって、マイク６２０は、隣接する座席６０２ｂから発せられる制御音が騒音検知の誤差要因となり、その影響を受けて騒音検知の精度が低下する。この状況は、座席６０２ａに配設されたほかのマイクにおいても同様であり、隣接する座席６０２ｂから発せられる制御音の影響を受けて騒音検知の精度が低下する。
【００４８】
本発明の実施の形態における騒音低減装置６００では、隣接する座席間の制御音による相互の影響を抑制するために、図６（ｂ）に示す対策が実施されている。
【００４９】
図６（ｂ）に示すように、座席６０２ａのシェル部６０２ａａの外周部に配設された騒音検知手段としてのマイク６２０は、座席６０２ｂにおいてマイク６２０と対向して配置されたスピーカ６４０ｉ、６４０ｊ、６４０ａおよびスピーカ６４０ｂに対して、スピーカ６４０ｉ、６４０ｊ、６４０ａおよびスピーカ６４０ｂから発せられる制御音の放射角との間に共通する経路を含まないように、指向方向６２０Ｄおよび指向角度γが設定されている。なお、ここではマイク６２０の指向性が外部に向いている状態を説明したが、スピーカ６４０ｉ、６４０ｊ、６４０ａおよびスピーカ６４０ｂから発せられる制御音の範囲外となる方向であれば、マイク６２０の指向性はシェル部６０２ａａの内部方向を向いてもよい。
【００５０】
この構成により、制御音出力手段から出力される制御音の指向性の範囲外に騒音検知手段の指向性を設定することが可能となる。この結果、マイク６２０は隣接する座席６０２ｂのスピーカ６４０ｉ、６４０ｊ、６４０ａおよびスピーカ６４０ｂから発せられる騒音低減用の制御音を検知することがない。したがって、マイク６２０は、隣接する座席６０２ｂから発せられる騒音低減用の制御音により影響を受けて騒音検知の精度が低下することを防止することができる。
【００５１】
この状況は、座席６０２ａに配設されたほかのマイクにおいても同様であり、隣接する座席６０２ｂから発せられる制御音の影響を受けて騒音検知の精度が低下することがない。したがって、本発明の実施の形態における騒音低減装置によれば、騒音検知の精度を効果的に向上することができ、高品質の騒音低減装置を提供することができる。
【００５２】
なお、本発明の実施の形態においては、制御音出力手段としてのスピーカから出力される制御音の指向性に関して、個別のスピーカに対して制御音の指向性の範囲外に騒音検知手段としてのマイクの指向性を設定する事例について説明したが、マイクの指向性を設定する方法はこれに限られるものではない。各座席に配設された複数のスピーカから出力される制御音により合成される指向性に対して、マイクの指向性を設定する方法によっても同様の効果を発揮することができる。また、各座席に所定数配設されたスピーカのうち選択された特定のスピーカから出力される制御音の指向性に対して、マイクの指向性を設定する方法は、騒音低減装置の構成の簡略化に効果を発揮する。さらに、マイクの指向性の設定は、各座席に所定数配設されたマイクのうち選択された特定のマイクに対して実施する方法によっても、騒音低減装置の構成の簡略化に効果を発揮する。
【００５３】
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ことは言うまでもない。
【００５４】
また、本発明の実施の形態においては、騒音源３１０から発せられる騒音を検知する騒音検知手段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、利便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。
【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を使用することにより、座席間および座席内の少なくともいずれかにおいて、制御音出力手段から出力される制御音の指向性の範囲外に騒音検知手段の指向性を設定することが可能となる。したがって、騒音検知手段は制御音出力手段から出力される制御音を検知せず、騒音のみの検知を行うことができる。これにより、座席間および座席内において騒音検知の精度の向上を実現し、高品質の騒音低減装置を提供することができる。また、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、利便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は、騒音検知の精度の向上を実現し、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。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【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】同騒音低減装置の設置環境の詳細を示す平面図
【図３】同騒音低減装置の基本構成を示すブロック図
【図４】同騒音低減装置の設置事例を示す正面図および平面図
【図５】同騒音低減装置の主要な構成を示す平面図
【図６】同騒音低減装置の主要な構成を示す平面図
【符号の説明】
【００５８】
１００ 航空機
１００ａ，Ａ，Ｂ，Ｃ 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
１０５，４０２，５０２，６０２ａ，６０２ｂ 座席
１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ 通信回線
３００，４００，５００，６００ａ，６００ｂ 騒音低減装置
３０１，４０１，５０１ 利用者
３０１ｂ，５０１ｂ 耳
３１０，ＮＳ１ａ，ＮＳ１ｂ，ＮＳ１ｃ，ＮＳ２ａ，ＮＳ２ｂ，ＮＳ２ｃ，ＮＳ２ｄ，ＮＳ２ｅ 騒音源
３１０Ｎ，３４０Ｎ，ＮＳ５１〜ＮＳ５８ 騒音の主到達経路（騒音経路）
３２０ 騒音検出器（マイク）
３３０，４３０，５３０ 騒音制御器
３３１，３３５ Ａ／Ｄ変換器
３３２ デジタルフィルタ
３３３ 制御部
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 頭部
４０２ａａ，４０２ａｂ，５０２ｂｄ，５０２ｂｅ 肘かけ部
４０２ｂ，５０２ｂｃ ヘッドレスト
４２０ａ，４２０ｂ，４５０ａ，４５０ｂ，５２０，６２０ マイク
４４０ａ，４４０ｂ，５４０ａ〜５４０ｊ，６４０ａ，６４０ｂ，６４０ｉ，６４０ｊ スピーカ
５０２ａ，６０２ａａ，６０２ｂａ シェル部
５０２ａａ 棚部
５０２ｂ リクライニング部（座席部）
５０２ｂａ 腰かけ部
５０２ｂｂ 背もたれ部
５２０Ｄ，６２０Ｄ （マイクの）指向方向
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４ 経路
α 拡がり角度
β （マイクの）指向角度
γ （スピーカの）指向角度
【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手段と、前記騒音検知手段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手段と、前記騒音制御手段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手段とを備え、前記騒音検知手段と前記制御音出力手段とを座席毎に所定数配設し、座席間および座席内の少なくともいずれかにおいて、前記制御音出力手段から出力される制御音の指向性の範囲外に前記騒音検知手段の指向性を設定することを特徴とする騒音低減装置。
【請求項２】
前記制御音出力手段から出力される制御音の指向性が、各座席に配設された複数の制御音出力手段から出力される制御音により合成される指向性であ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】
前記制御音出力手段から出力される制御音の指向性が、各座席に所定数配設された制御音出力手段のうち選択された特定の制御音出力手段から出力される制御音の指向性であ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】
前記制御音出力手段から出力される制御音の指向性に対して、各座席に所定数配設された各騒音検知手段の指向性を設定することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の騒音低減装置。
【請求項５】
前記制御音出力手段から出力される制御音の指向性に対して、各座席に所定数配設された騒音検知手段のうち選択された特定の騒音検知手段の指向性を設定することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の騒音低減装置。
【請求項６】
前記騒音検知手段および前記制御音出力手段を、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】
前記座席が航空機または車両の客室に設置された座席であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の騒音低減装置。
【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手段と、前記騒音検知手段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手段と、前記騒音制御手段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手段とを備え、前記騒音検知手段と前記制御音出力手段とを座席毎に所定数配設し、座席間および座席内の少なくともいずれかにおいて、前記制御音出力手段から出力される制御音の指向性の範囲外に前記騒音検知手段の指向性を設定することを特徴とする騒音低減装置。
【請求項２】
前記制御音出力手段から出力される制御音の指向性が、各座席に配設された複数の制御音出力手段から出力される制御音により合成される指向性であ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】
前記制御音出力手段から出力される制御音の指向性が、各座席に所定数配設された制御音出力手段のうち選択された特定の制御音出力手段から出力される制御音の指向性であ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】
前記制御音出力手段から出力される制御音の指向性に対して、各座席に所定数配設された各騒音検知手段の指向性を設定することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の騒音低減装置。
【請求項５】
前記制御音出力手段から出力される制御音の指向性に対して、各座席に所定数配設された騒音検知手段のうち選択された特定の騒音検知手段の指向性を設定することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の騒音低減装置。
【請求項６】
前記騒音検知手段および前記制御音出力手段を、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】
前記座席が航空機または車両の客室に設置された座席であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の騒音低減装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−１６６５８１（Ｐ２００９−１６６５８１Ａ）
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５３３６（Ｐ２００８−５３３６）
【出願日】平成２０年１月１５日（２００８．１．１５）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月１５日（２００８．１．１５）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]