特許 6863719 外部接続された拡声器システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6863719

(24)【登録日】2021年4月5日

(45)【発行日】2021年4月21日

(54)【発明の名称】外部接続された拡声器システム

(51)【国際特許分類】

   B60R 11/02 20060101AFI20210412BHJP

   B60R 13/08 20060101ALI20210412BHJP

   G10K 11/175 20060101ALI20210412BHJP

   H04B 3/20 20060101ALI20210412BHJP

【ＦＩ】

   B60R11/02 S

   B60R11/02 M

   B60R13/08

   G10K11/175

   H04B3/20

【請求項の数】13

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2016-226663(P2016-226663)

(22)【出願日】2016年11月22日

(65)【公開番号】特開2017-114475(P2017-114475A)

(43)【公開日】2017年6月29日

【審査請求日】2019年11月1日

(31)【優先権主張番号】15202357.8

(32)【優先日】2015年12月23日

(33)【優先権主張国】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】504147933

【氏名又は名称】ハーマン ベッカー オートモーティブ システムズ ゲーエムベーハー

(74)【代理人】

【識別番号】100078282

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 秀策

(74)【代理人】

【識別番号】100113413

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 夏樹

(72)【発明者】

【氏名】マルクス クリストフ

(72)【発明者】

【氏名】アンドレアス フェファー

【審査官】 上谷 公治

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−００７７９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０２６８１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 欧州特許出願公開第０２６２９２８９（ＥＰ，Ａ１）

【文献】 特開２０１２−０６１９４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２０８４３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２４５９５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２４７２２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１３３９８１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｒ １１／０２

Ｂ６０Ｒ １３／０８

Ｇ１０Ｋ １１／１７５

Ｈ０４Ｂ ３／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両の客室と前記客室の外側との間のバッフル内に配置された拡声器であって、前記拡声器は、音響信号を前記客室に発するように構成されている、拡声器と、
高周波騒音を除去するように構成されたパッシブ騒音低減システムと、
マイクが、前記拡声器に二次経路を介して音響的に連結され、前記拡声器が、前記マイクにアクティブ騒音制御フィルタを介して電気的に連結されている、アクティブ騒音制御システムと、
を備えている拡声器システムであって、
前記拡声器が、第１の側面と第２の側面とを備え、前記第１の側面が、前記車両の前記客室に向いており、前記第２の側面が、前記車両の前記外側に向いており、
前記マイクが、前記拡声器の前記第１の側面に、かつ、前記パッシブ騒音低減システムに隣接して、配置されている、
拡声器システム。

【請求項2】

前記拡声器が、拡声器入力経路に接続され、
前記マイクが、マイク出力経路に接続され、
減算器が、前記マイク出力経路の下流と第１の有益信号経路とに接続され、
前記アクティブ騒音制御フィルタが、前記減算器の下流に接続され、
加算器が、前記アクティブ騒音制御フィルタと前記拡声器入力経路との間と、第２の有益信号経路と、に接続され、
両方の有益信号経路が、再生される有益信号を供給される、
請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記有益信号経路のうちの少なくとも１つが、１つまたは複数のスペクトル成形フィルタを備える、
請求項１または請求項２に記載のシステム。

【請求項4】

前記アクティブ騒音制御フィルタが、低周波騒音を除去するように構成されている、請求項１から３のいずれかに記載のシステム。

【請求項5】

前記アクティブ騒音低減フィルタが、１ｋＨｚより低い周波数の騒音を除去するように構成され、前記パッシブ騒音低減システムが、１ｋＨｚより高い周波数の騒音を除去するように構成されている、請求項１から４のいずれかに記載のシステム。

【請求項6】

前記アクティブ騒音低減フィルタが、５００Ｈｚより低い周波数の騒音を除去するように構成され、前記パッシブ騒音低減システムが、５００Ｈｚより高い周波数の騒音を除去するように構成されている、請求項５に記載のシステム。

【請求項7】

前記パッシブ騒音低減システムが、少なくとも１層の防音ウールを備える、請求項１から６のいずれかに記載のシステム。

【請求項8】

前記少なくとも１層の防音ウールが、前記拡声器の膜に隣接して配置され、
前記膜が、前記客室と防音ウールの前記層との間に配置され、
防音ウールの前記層が、前記客室と前記膜との間に配置され、または、
前記膜が、防音ウールの２つの層の間に配置されている、
請求項７に記載のシステム。

【請求項9】

前記マイクが、前記少なくとも１層の防音ウールが前記マイクと前記拡声器の前記膜との間に配置されるように前記拡声器の前に配置されている、
請求項７または請求項８に記載のシステム。

【請求項10】

前記マイクが、前記パッシブ騒音低減システムの前記防音ウールによって囲まれている、請求項７または請求項８に記載のシステム。

【請求項11】

前記バッフルが、その中に前記拡声器が置かれている開口部を備える、請求項１から１０のいずれかに記載のシステム。

【請求項12】

音響信号が、車両の客室の内側に、前記客室と前記客室の外側との間のバッフル内に配置された拡声器によって、発せられ、
高周波騒音が、パッシブ騒音低減システムによって除去され、
妨害信号が、前記拡声器に二次経路を介して音響的に連結されたマイクを備えるアクティブ騒音制御システムによって低減される、
騒音低減音響再生方法であって、
前記拡声器が、前記マイクに、アクティブ騒音制御フィルタを介して電気的に連結されており、
前記拡声器が、第１の側面と第２の側面とを備え、前記第１の側面が、前記車両の前記客室に向いており、前記第２の側面が、前記車両の前記外側に向いており、
前記マイクが、前記拡声器の前記第１の側面に、かつ、前記パッシブ騒音低減システムに隣接して、配置されている、
騒音低減音響再生方法。

【請求項13】

入力信号が、前記拡声器に供給され、
前記拡声器によって発せられた前記音響信号が、マイク出力信号を提供する前記マイクによって受信され、
前記マイク出力信号が、フィルタ入力信号を生成するために、有益信号から減算され、
前記フィルタ入力信号が、エラー信号を生成するために、アクティブ騒音制御フィルタ内でフィルタにかけられ、
前記有益信号が、前記拡声器入力信号を生成するために、前記エラー信号に加算される、
請求項１２に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、外部接続された拡声器システムに関し、特に、車両における外部接続された拡声器システムに関する。

【背景技術】

【0002】

自動車音響システムは、通常、車両の客室内のさまざまな位置に配置された、いくつかの拡声器を含む。典型的な拡声器の位置は、ドアパネルまたは内装トリムパネルを含む。ウーファ―またはサブウーファ―としても知られている低周波数再生スピーカーは、しばしば、トランク、リヤパネルシェルフ、シャーシ、または車両の任意のフレーム要素に配置される。このようにして、その他の必要な拡声器ハウジングを省略することができ、なぜなら、拡声器の前側及び後側は、それぞれ、リヤパネルシェルフまたはシャーシによって、互いに隔離されているからである。したがって、このアプローチは、音響性能を犠牲にせずに、非常にコンパクトで重量効率の良い配置を可能にする。しかしながら、ハウジングなしでは、スピーカー構成要素は、極限環境条件に耐えねばならず、そのために、スピーカーを、たとえば、耐候性膜によって保護することが必要になる。さらに、密閉された客室によって通常遮断される騒音が、車両に入ることがあり、より大きな騒音公害に繋がる。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0003】

拡声器システムは、車両の客室と客室の外側との間のバッフル内に配置された拡声器を含む。拡声器は、音響信号を客室に発するように構成されている。拡声器システムは、さらに、アクティブ騒音制御システムを含み、そこでは、マイクが、拡声器に、二次経路を介して音響的に連結されており、拡声器が、マイクに、アクティブ騒音制御フィルタを介して電気的に連結されている。

【0004】

騒音低減音響再生方法は、音響信号を、客室の内部に、客室と客室の外側との間のバッフル内に配置された拡声器によって発することを含む。方法は、さらに、妨害信号を、拡声器に二次経路を介して音響的に連結されているマイクを含むアクティブ騒音制御システムによって低減することを含み、拡声器は、マイクに、アクティブ騒音制御フィルタを介して電気的に連結されている。

【0005】

他のシステム、方法、特徴、及び利点は、以下の説明と図とを検討することで、当業者には明白であり、または明白になる。本明細書に含まれる全ての追加的なシステム、方法、特徴、及び利点は、本発明の範囲に含まれ、以下の特許請求の範囲によって保護される、ということが意図されている。
例えば、本願発明は以下の項目を提供する。
（項目１）
車両の客室と前記客室の外側との間のバッフル内に配置された拡声器であって、音響信号を前記客室に発するように構成された、拡声器と、
マイクが、前記拡声器に二次経路を介して音響的に連結され、前記拡声器が、前記マイクにアクティブ騒音制御フィルタを介して電気的に連結されている、アクティブ騒音制御システムと、
を備える、拡声器システム。
（項目２）
前記拡声器が、拡声器入力経路に接続され、
前記マイクが、マイク出力経路に接続され、
減算器が、前記マイク出力経路の下流と第１の有益信号経路とに接続され、
前記アクティブ騒音制御フィルタが、前記減算器の下流に接続され、
加算器が、前記アクティブ騒音制御フィルタと前記拡声器入力経路との間と、第２の有益信号経路と、に接続され、
両方の有益信号経路が、再生される有益信号を供給される、
上記項目に記載のシステム。
（項目３）
前記有益信号経路のうちの少なくとも１つが、１つまたは複数のスペクトル成形フィルタを備える、
上記項目のうちのいずれか一項に記載のシステム。
（項目４）
前記アクティブ騒音制御フィルタが、低周波騒音を除去するように構成されている、上記項目のうちのいずれか一項に記載のシステム。
（項目５）
高周波騒音を除去するように構成されたパッシブ騒音低減システムをさらに備える、上記項目のうちのいずれか一項に記載のシステム。
（項目６）
前記アクティブ騒音低減フィルタが、１ｋＨｚより低い周波数の騒音を除去するように構成され、前記パッシブ騒音低減システムが、１ｋＨｚより高い周波数の騒音を除去するように構成されている、上記項目のうちのいずれか一項に記載のシステム。
（項目７）
前記アクティブ騒音低減フィルタが、５００Ｈｚより低い周波数の騒音を除去するように構成され、前記パッシブ騒音低減システムが、５００Ｈｚより高い周波数の騒音を除去するように構成されている、上記項目のうちのいずれか一項に記載のシステム。
（項目８）
前記パッシブ騒音低減システムが、少なくとも１層の防音ウールを備える、上記項目のうちのいずれか一項に記載のシステム。
（項目９）
前記少なくとも１層の防音ウールが、前記拡声器の膜に隣接して配置され、
前記膜が、前記客室と防音ウールの前記層との間に配置され、
防音ウールの前記層が、前記客室と前記膜との間に配置され、または、
前記膜が、防音ウールの２つの層の間に配置されている、
上記項目のうちのいずれか一項に記載のシステム。
（項目１０）
前記拡声器が、第１の側面と第２の側面とを備え、前記第１の側面が、前記車両の前記客室に向いており、前記第２の側面が、前記車両の前記外側に向いている、上記項目のうちのいずれか一項に記載のシステム。
（項目１１）
前記マイクが、前記拡声器の前記第１の側面に配置されている、上記項目のうちのいずれか一項に記載のシステム。
（項目１２）
前記マイクが、前記パッシブ騒音低減システムの前記防音ウールによって囲まれている、上記項目のうちのいずれか一項に記載のシステム。
（項目１３）
前記バッフルが、その中に前記拡声器が置かれている開口部を備える、上記項目のうちのいずれか一項に記載のシステム。
（項目１４）
音響信号が、車両の客室の前記内側に、前記客室と前記客室の前記外側との間のバッフル内に配置された拡声器によって、発せられ、
妨害信号が、前記拡声器に二次経路を介して音響的に連結されたマイクを備えるアクティブ騒音制御システムによって低減され、前記拡声器が、前記マイクに、アクティブ騒音制御フィルタを介して電気的に連結されている、
騒音低減音響再生方法。
（項目１５）
入力信号が、前記拡声器に供給され、
前記拡声器によって発せられた前記音響信号が、マイク出力信号を提供する前記マイクによって受信され、
前記マイク出力信号が、フィルタ入力信号を生成するために、有益信号から減算され、
前記フィルタ入力信号が、エラー信号を生成するために、アクティブ騒音制御フィルタ内でフィルタにかけられ、
前記有益信号が、前記拡声器入力信号を生成するために、前記エラー信号に加算される、
上記項目に記載の方法。
（摘要）
車両の客室と客室の外側との間のバッフル内に配置された拡声器を含む拡声器システムが、提供される。拡声器は、音響信号を客室に発するように構成されている。拡声器システムは、さらに、アクティブ騒音制御システムを含み、マイクは、拡声器に二次経路を介して音響的に連結されており、拡声器は、マイクにアクティブ騒音制御フィルタを介して電気的に連結されている。

【0006】

システムは、以下の説明と図面とを参照して、より良く理解され得る。図中の構成要素は、必ずしも正しい縮尺ではなく、代わりに、本発明の原理を例示する際には強調されている。さらに、図中では、同じ参照番号は、異なる図を通して、類似の部品を指している。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】車両内の拡声器を例示した概略図である。

【図2】一般的なフィードバック型アクティブ騒音低減システムのブロック図であり、そこでは、有益信号が、拡声器信号経路に供給される。

【図3】一般的なフィードバック型アクティブ騒音低減システムのブロック図であり、そこでは、有益信号が、マイク信号経路に供給される。

【図4】一般的なフィードバック型アクティブ騒音低減システムのブロック図であり、そこでは、有益信号が、拡声器信号経路とマイク信号経路とに供給される。

【図5】図４のアクティブ騒音低減システムのブロック図であり、そこでは、有益信号が、スペクトル成形フィルタを介して、拡声器経路に供給される。

【図6】マイクを有する、外部接続された拡声器システムを例示した概略図である。

【図7】騒音低減音響再生方法を例示したフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

図１は、拡声器１１０を有する車両１００を例示している。拡声器１１０は、自動車音響システムの一部であってよい。自動車音響システムは、通常、いくつかの拡声器を含む。１つの拡声器１１０のみが、図１では例示されている。拡声器１１０は、車両１００の客室１０１内の異なる位置に配置され得る。拡声器１１０が、車両１００の客室１０１と外側１０２との間の、車両１００のシャーシ内に配置されている場合、その他の必要な拡声器ハウジングを省略することができる。したがって、これは、音響性能を犠牲にすることなく、非常にコンパクトで重量効率が良い。

【0009】

しかしながら、ハウジングなしでは、（図１では詳細を例示していない）スピーカー構成要素は、極限環境条件に耐えねばならず、そのために、拡声器１１０を、たとえば、耐候性膜によって保護することが必要になる。拡声器１１０を車両１００の外側１０２に直接連結することによる別の欠点は、たとえば、トンネルの中に高速度で入っていくとき、または高速度のときにサンルーフを開くときの、車両の内側１０１と外側１０２との間の瞬間的な気圧差である。これは、膜の安静位および／または動いている音声コイルの変位に影響を与えることがあり、それによって、拡声器１１０の全体的な性能に影響を与えることがある。これは、やはり、動作点が動的に変化することに繋がることがあり、それは、拡声器１１０の音響性能、たとえば、高調波ひずみに影響を与える。さらに、密閉された客室１０１によって通常遮断される騒音が、客室１０１に入ることがあり、より大きな騒音公害に繋がる。

【0010】

したがって、拡声器１１０は、騒音低減システム、つまり、フィードバック型アクティブ騒音制御（ＡＮＣ）システムに連結されている。フィードバック型ＡＮＣシステムは、聴取場所に、理想的には時間において騒音信号と同じ大きさであるが逆の位相を有する騒音低減信号を提供することによって、通常、騒音などの妨害信号を低減または除去さえするように意図されている。騒音信号と騒音低減信号とを重ね合わせることによって、エラー信号としても知られている結果として生じる信号は、理想的には、零に向かう。騒音低減の品質は、いわゆる二次経路、つまり、聴取者の耳を表す、拡声器とマイクとの間の音響経路の品質に依存する。騒音低減の品質は、さらに、マイクと拡声器との間に接続され、マイクによって提供されるエラー信号をフィルタにかける、いわゆるＡＮＣフィルタの品質に依存し、フィルタにかけられたエラー信号が、拡声器によって再生された時に、それが、エラー信号をさらに低減する。しかしながら、問題は、フィルタにかけられたエラー信号に加えて、音楽または会話などの有益信号が、特に、フィルタにかけられたエラー信号も再生する拡声器によって、聴取場所に提供された時に発生する。そうすると、有益信号は、システムによって劣化し得る。

【0011】

便宜上、本明細書では、電気信号と音響信号との間の区別はない。しかしながら、拡声器によって提供される、またはマイクによって受信される、すべての信号は、実際、音響特性がある。すべての他の信号は、電気特性がある。拡声器及びマイクは、拡声器によって形成される入力ステージと、マイクによって形成される出力ステージとを有する、音響サブシステム（たとえば、拡声器−部屋−マイクシステム）の一部であってよく、サブシステムは、電気入力信号を供給され、電気出力信号を提供する。この点において、「経路」は、信号伝導手段、増幅器、フィルタ、などのさらなる要素を含むことができる、電気接続または音響接続を意味する。スペクトル成形フィルタは、入力信号と出力信号とのスペクトルが周波数によって異なるフィルタである。

【0012】

ここで、一般的なフィードバック型アクティブ騒音低減（ＡＮＣ）システムを例示したブロック図である図２を参照すると、騒音信号とも呼ばれる妨害信号ｄ［ｎ］が、聴取場所、たとえば、聴取者の耳に、一次経路２２１を介して伝達される（発っせられる）。一次経路２２１は、Ｐ（ｚ）の伝達特性を有する。加えて、入力信号ｖ［ｎ］は、拡声器２２３から聴取場所に、二次経路２２２を介して伝達される（発っせられる）。二次経路２２２は、Ｓ（ｚ）の伝達特性を有する。

【0013】

聴取場所に配置されたマイク２２４は、一次経路Ｐ（ｚ）によってフィルタにかけられた妨害信号ｄ［ｎ］と共に、拡声器２２３から発生し、二次経路Ｓ（ｚ）によってフィルタにかけられた信号を、受信する。マイク２２４は、これらの受信信号の合計を表すマイク出力信号ｙ［ｎ］を提供する。マイク出力信号ｙ［ｎ］は、フィルタ入力信号ｕ［ｎ］として、ＡＮＣフィルタ２２５に供給され、ＡＮＣフィルタ２２５は、加算器２２６にエラー信号ｅ［ｎ］を出力する。適応フィルタまたは静的フィルタであり得るＡＮＣフィルタ２２５は、Ｗ（ｚ）の伝達特性を有する。加算器２２６は、また、音楽または会話などの、たとえば、（図面には示されていない）スペクトル成形フィルタを用いて任意で前置フィルタにかけられた有益信号ｘ［ｎ］を受信し、入力信号ｖ［ｎ］を拡声器２２３に提供する。
信号ｘ［ｎ］、信号ｙ［ｎ］、信号ｅ［ｎ］、信号ｕ［ｎ］、及び信号ｖ［ｎ］は、別々の時間ドメインにある。以下の考察では、それらのスペクトル表現である、Ｘ（ｚ）とＹ（ｚ）とＥ（ｚ）とＵ（ｚ）とＶ（ｚ）とを使用する。図２に例示したシステムを説明する微分方程式は、以下である。
Ｙ（ｚ）＝Ｓ（ｚ）・Ｖ（ｚ）＝Ｓ（ｚ）・（Ｅ（ｚ）＋Ｘ（ｚ）） （１）
Ｅ（ｚ）＝Ｗ（ｚ）・Ｕ（ｚ）＝Ｗ（ｚ）・Ｙ（ｚ） （２）

【0014】

図２のシステムでは、有益信号の伝達特性Ｍ（ｚ）＝Ｙ（ｚ）／Ｘ（ｚ）は、したがって、
Ｍ（ｚ）＝Ｓ（ｚ）／（１−Ｗ（ｚ）・Ｓ（ｚ）） （３）
である。

【0015】

Ｗ（ｚ）＝１と仮定すると、
ｌｉｍ［Ｓ（ｚ）→１］Ｍ（ｚ）⇒Ｍ（ｚ）→∞ （４）
ｌｉｍ［Ｓ（ｚ）→±∞］Ｍ（ｚ）⇒Ｍ（ｚ）→１または−１ （５）
ｌｉｍ［Ｓ（ｚ）→０］Ｍ（ｚ）⇒Ｓ（ｚ）または０ （６）
である。

【0016】

Ｗ（ｚ）＝∞と仮定すると、
ｌｉｍ［Ｓ（ｚ）→１］Ｍ（ｚ）⇒Ｍ（ｚ）→０ （７）
である。

【0017】

方程式（４）〜（７）から分かる通り、有益信号伝達特性Ｍ（ｚ）は、ＡＮＣフィルタ２２５の伝達特性Ｗ（ｚ）が増加すると、０に近づき、一方で、二次経路伝達関数Ｓ（ｚ）は、中性、つまり、約１の水準、つまり、０［ｄＢ］に留まる。このため、有益信号ｘ［ｎ］が、聴取者によって、ＡＮＣがオンまたはオフの時に等しく感知されることを確実にするために、有益信号ｘ［ｎ］は、適切に適応されなければならない。さらに、有益信号伝達特性Ｍ（ｚ）は、また、「オン」と「オフ」との間の特定の差が明白であるように、有益信号ｘ［ｎ］の適応が伝達特性Ｓ（ｚ）と、経年劣化、温度、聴取者の変化、などによるその変動と、にも依存するということにおいて、二次経路２２２の伝達特性Ｓ（ｚ）にも依存する。

【0018】

図２のシステムでは、有益信号ｘ［ｎ］は、拡声器２２３の上流に連結された加算器２２６において、音響サブシステム（拡声器、部屋、マイク）に供給されるが、図３のシステムでは、有益信号ｘ［ｎ］は、マイク２２４において供給される。したがって、図３のシステムでは、加算器２２６は省略され、加算器２２７が、マイク２２４の上流に配置されて、たとえば、前置フィルタにかけられた、有益信号ｘ［ｎ］とマイク出力信号ｙ［ｎ］とを合計する。したがって、拡声器入力信号ｖ［ｎ］は、エラー信号［ｅ］、つまり、ｖ［ｎ］＝［ｅ］であり、フィルタ入力信号ｕ［ｎ］は、有益信号ｘ［ｎ］とマイク出力信号ｙ［ｎ］との合計、つまり、ｕ［ｎ］＝ｘ［ｎ］＋ｙ［ｎ］である。

【0019】

図３に例示したシステムを説明する微分方程式は、以下である。
Ｙ（ｚ）＝Ｓ（ｚ）・Ｖ（ｚ）＝Ｓ（ｚ）・Ｅ（ｚ） （８）
Ｅ（ｚ）＝Ｗ（ｚ）・Ｕ（ｚ）＝Ｗ（ｚ）・（Ｘ（ｚ）＋Ｙ（ｚ）） （９）

【0020】

したがって、図３のシステムの有益信号伝達特性Ｍ（ｚ）は、妨害信号ｄ［ｎ］を考慮しなければ、
Ｍ（ｚ）＝（Ｗ（ｚ）・Ｓ（ｚ））／（１−Ｗ（ｚ）・Ｓ（ｚ）） （１０）
ｌｉｍ［（Ｗ（ｚ）・Ｓ（ｚ））→１］Ｍ（ｚ）⇒Ｍ（ｚ）→∞ （１１）
ｌｉｍ［（Ｗ（ｚ）・Ｓ（ｚ））→０］Ｍ（ｚ）⇒Ｍ（ｚ）→０ （１２）
ｌｉｍ［（Ｗ（ｚ）・Ｓ（ｚ））→±∞］Ｍ（ｚ）⇒Ｍ（ｚ）→１または−１ （１３）
である。

【0021】

方程式（１１）〜（１３）から分かる通り、有益信号伝達特性Ｍ（ｚ）は、オープンループ伝達特性（Ｗ（ｚ）・Ｓ（ｚ））が増加または減少すると、１または−１に近づき、オープンループ伝達特性（Ｗ（ｚ）・Ｓ（ｚ））が０に近づくと、０に近づく。このため、有益信号ｘ［ｎ］が、聴取者によって、ＡＮＣがオンまたはオフの時に等しく感知されることを確実にするために、有益信号ｘ［ｎ］は、加えて、より高いスペクトル領域に適応されなければならない。しかしながら、「オン」と「オフ」との間の特定の差が明白になるようにするには、より高いスペクトル領域での補正は、非常に困難である。一方で、有益信号伝達特性Ｍ（ｚ）は、二次経路２２２の伝達特性Ｓ（ｚ）と、経年劣化、温度、聴取者の変化、などによるその変動と、に依存しない。

【0022】

図４は、一般的なフィードバック型アクティブ騒音低減システムを例示したブロック図であり、そこでは、有益信号は、拡声器経路とマイク経路との両方に供給される。便宜上、一次経路２２１は、騒音（妨害信号ｄ［ｎ］）がまだ存在するにもかかわらず、以下では省略されている。特に、図４のシステムは、図２のシステムに基づいているが、有益信号ｘ［ｎ］をマイク出力信号ｙ［ｎ］から減算して、ＡＮＣフィルタ入力信号ｕ［ｎ］を形成する、追加的な減算器２２８と、有益信号ｘ［ｎ］をエラー信号ｅ［ｎ］に加算する加算器２２９と、を有する。

【0023】

図４に例示したシステムを説明する微分方程式は、以下である。
Ｙ（ｚ）＝Ｓ（ｚ）・Ｖ（ｚ）＝Ｓ（ｚ）・（Ｅ（ｚ）＋Ｘ（ｚ）） （１４）
Ｅ（ｚ）＝Ｗ（ｚ）・Ｕ（ｚ）＝Ｗ（ｚ）・（Ｙ（ｚ）−Ｘ（ｚ）） （１５）

【0024】

したがって、図４のシステムでは、有益信号伝達特性Ｍ（ｚ）は、
Ｍ（ｚ）＝（Ｓ（ｚ）−Ｗ（ｚ）・Ｓ（ｚ））／（１−Ｗ（ｚ）・Ｓ（ｚ）） （１６）
ｌｉｍ［（Ｗ（ｚ）・Ｓ（ｚ））→１］Ｍ（ｚ）⇒Ｍ（ｚ）→∞ （１７）
ｌｉｍ［（Ｗ（ｚ）・Ｓ（ｚ））→０］Ｍ（ｚ）⇒Ｍ（ｚ）→Ｓ（ｚ） （１８）
ｌｉｍ［（Ｗ（ｚ）・Ｓ（ｚ））→±∞］Ｍ（ｚ）⇒Ｍ（ｚ）→１ （１９）
である。

【0025】

方程式（１７）〜（１９）から、図４のシステムの動作は、図３のシステムの動作と同様である、ということを理解することができる。唯一の差は、オープンループ伝達特性（Ｗ（ｚ）・Ｓ（ｚ））が０に近づくと、有益信号伝達特性Ｍ（ｚ）がＳ（ｚ）に近づくことである。図２のシステムと同様に、図４のシステムは、二次経路２２２の伝達特性Ｓ（ｚ）と、経年劣化、温度、聴取者の変化、などによるその変動と、に依存する。

【0026】

図５では、図４のシステムに基づき、有益信号ｘ［ｎ］を逆二次経路伝達関数１／Ｓ（ｚ）を用いてフィルタにかけるために加算器２２９の上流に接続された等化フィルタ２３０を追加的に含む、システムが示されている。図５に例示したシステムを説明する微分方程式は、以下である。
Ｙ（ｚ）＝Ｓ（ｚ）・Ｖ（ｚ）＝Ｓ（ｚ）・（Ｅ（ｚ）＋Ｘ（ｚ）／Ｓ（ｚ）） （２０）
Ｅ（ｚ）＝Ｗ（ｚ）・Ｕ（ｚ）＝Ｗ（ｚ）・（Ｙ（ｚ）−Ｘ（ｚ）） （２１）

【0027】

したがって、図５のシステムでは、有益信号伝達特性Ｍ（ｚ）は、
Ｍ（ｚ）＝Ｙ（ｚ）／Ｘ（ｚ）＝（１−Ｗ（ｚ）・Ｓ（ｚ））／（１−Ｗ（ｚ）・Ｓ（ｚ））＝１ （２２）
である。

【0028】

方程式（２２）から分かる通り、マイク出力信号ｙ［ｎ］は、有益信号ｘ［ｎ］と同一であり、それは、等化フィルタが二次経路伝達特性Ｓ（ｚ）のちょうど逆である場合、信号ｘ［ｎ］が、システムによって変えられないことを意味している。等化フィルタ２３０は、最適な結果、つまり、理想的な最小位相である二次経路伝達特性Ｓ（ｚ）の逆に対する、その実際の伝達特性の最適な概算、したがって、ｙ［ｎ］＝ｘ［ｎ］、のための最小位相フィルタであってよい。この構成は、理想的なリニアライザとして動作し、つまり、それは、聴取者の耳を表す拡声器２２３からマイク２２４へ、有益信号を伝達することによる、有益信号のいかなる劣化も補正する。したがって、それは、有益信号ｘ［ｎ］対する二次経路Ｓ（ｚ）の憂慮すべき影響を補正または線形化し、ヘッドフォンの音響特性による悪影響なしに、有益信号が、聴取者に、ソースによって提供された通りに到着するようにする、つまり、ｙ［ｚ］＝ｘ［ｚ］であるようにする。したがって、そのような線形化フィルタの助けを借りて、不十分に設計された音響システムの音を、音響的に完全に調整された音、つまり、線形の音のようにすることが可能である。

【0029】

図５に例示したシステムは、音楽などの所望の信号が、どのように、たとえば、ＡＮＣ回路、特に、フィードバック型ＡＮＣ回路に供給され得るかを示している。この回路は、所望の信号の望ましくない減衰を引き起こさずに、騒音を除去することができる。それは、さらに、動的な、外因による拡声器の動作点の変化を、自動的に補正するための解決策を提供する。そのような変化は、たとえば、すでに先に説明したものなどの、外部の音圧の変化によって引き起こされ得る。さらに、高調波ひずみを引き起こす運転者固有の非線形性でさえも、補正することができ、システムの最終音響性能は、追加的な等化などに関する制約なしに、最適化され得る。

【0030】

しかしながら、アクティブ騒音制御システムは、一般的に、騒音の低スペクトル構成要素のみを扱うことができる。騒音の高スペクトル貢献部を低減するために、他のシステムを実装することができる。そのようなシステムは、パッシブ騒音低減システムであってよい。たとえば、防音ウールを、拡声器の膜に隣接して配置することができる。防音ウールを、膜の前に、たとえば、拡声器の前側を覆って、配置することができる。また、たとえば、膜の後ろ、膜の前と後ろとの両方に配置することができ、または、膜の中に一体化することができる。防音ウールの使用は、しかしながら、ほんの一例である。騒音の高スペクトル貢献部を低減するために適切な、たとえば、ヘルムホルツ共鳴器などの任意の他のパッシブ騒音低減システムも、同様に実装することができる。

【0031】

図６を参照すると、アクティブ騒音低減システムとパッシブ騒音低減システムとの両方を含む拡声器配置が、概略的に例示されている。拡声器６１０は、車両の客室の内側６０１と外側６０２との間のバッフル６４０内に配置されている。バッフル６４０は、開口部６４１を含むことができ、その中に拡声器６１０が配置される。音響信号が客室の内側６０１に発せられるように、拡声器６１０の第１の側面を、内側６０１に向けることができ、拡声器６１０の第２の側面を、外側６０２に向けることができる。拡声器６１０の膜または振動板を、拡声器６１０の第１の側面または拡声器６１０の第２の側面に配置することができる。

【0032】

拡声器６１０を、音圧分離がバッフル６４０と拡声器６１０との間にないような方法で、または実質的にないような方法で、配置することができる。マイク６２４を、客室の内側６０１上の拡声器６１０の一側面に配置することができる。マイク６２４は、その位置に、（図６では例示しない）適切な保持デバイスによって保持され得る。マイクを、拡声器６１０の第１の側面と第２の側面との間の、拡声器６１０の内部に配置することも可能である。マイク６２４は、図２から図５に関連して上記で説明した通り、アクティブ騒音制御システム（つまり、エラーマイク）の一部であってよい。マイク６２４は、したがって、拡声器６１０に、二次経路を介して音響的に連結されている。（図６では例示しない）ＡＮＣフィルタを、マイク６２４と拡声器６１０との間に接続することができる。

【0033】

アクティブ騒音制御は、一般に、低周波数、つまり、約１ｋＨｚ未満、または約５００Ｈｚ未満に最も適している。一方で、パッシブ騒音制御は、より高周波数、つまり、約１ｋＨｚより上、または約５００Ｈｚより上でさらに効果的である。アクティブ騒音システムのマイク６２４を、パッシブ騒音システムに隣接して配置することができる。たとえば、マイクを、拡声器６１０の前に、拡声器６１０の膜とマイク６２４との間に配置された防音ウールと共に、配置することができる。別の実施例では、マイク６２４を、パッシブ騒音制御システム６４２の防音ウールによって囲むことができる。しかしながら、これらは、単に例である。任意の他の適切な実装形態が可能である。

【0034】

図６の拡声器システムは、したがって、外部接続された拡声器における動的問題と騒音問題とに対する効果的な解決策を提供する。外側６０２または内側６０１から来る騒音または他の妨害、つまり、拡声器６１０のひずみ、及び、たとえば、動作点を変える圧力変化などの他の妨害は、拡声器システムを用いて弱められ得る。

【0035】

図７は、騒音低減音響再生方法を例示したフロー図である。この方法では、音響信号は、客室の内部に、車両の客室と客室の外側との間のバッフル内に配置された拡声器によって、発せられる（ステップ７０１）。さらに、客室の妨害信号は、拡声器に二次経路を介して音響的に連結されているマイクを備えるアクティブ騒音制御システムによって低減される（ステップ７０２）。

【0036】

本発明のさまざまな実施形態を説明したが、さらに多くの実施形態及び実装形態が本発明の範囲内で可能である、ということが当業者には明白である。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲とそれらの同等物との観点から以外は、制約されるものではない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】