ホーム > 特許ランキング > 日本電信電話株式会社
知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(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】
(24)【登録日】2024-12-16
(45)【発行日】2024-12-24
(54)【発明の名称】音響システム
(51)【国際特許分類】
G10K 11/178 20060101AFI20241217BHJP
H04R 3/00 20060101ALI20241217BHJP
B60R 11/02 20060101ALI20241217BHJP
【ＦＩ】
G10K11/178 110
H04R3/00 310
B60R11/02 S
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2022558673
(86)(22)【出願日】2020-10-28
(86)【国際出願番号】 JP2020040452
(87)【国際公開番号】W WO2022091254
(87)【国際公開日】2022-05-05
【審査請求日】2023-04-12
(73)【特許権者】
【識別番号】000004226
【氏名又は名称】日本電信電話株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100121706
【弁理士】
【氏名又は名称】中尾 直樹
(74)【代理人】
【識別番号】100128705
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 幸雄
(74)【代理人】
【識別番号】100147773
【弁理士】
【氏名又は名称】義村 宗洋
(72)【発明者】
【氏名】福井 勝宏
(72)【発明者】
【氏名】小林 和則
(72)【発明者】
【氏名】鎌土 記良
【審査官】堀 洋介
(56)【参考文献】
【文献】特開２００８－２７１０６７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０８－０３３０８６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２００６－５０８５７３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表平０８－５１１１５１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ１０Ｋ １１／１７８
Ｈ０４Ｒ ３／００－ ３／１４
Ｂ６０Ｒ １１／０２
Ｈ０４Ｒ １／０２
Ｈ０４Ｒ １／２０－ １／４０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
乗り物の座席に配置される少なくとも4個のスピーカユニットを用いて、再生対象の音響信号が前記座席を利用するユーザ近傍の第一の範囲以外では聴取できないまたは聴取しづらいように放音し、かつ、前記座席に到来する騒音をキャンセルするキャンセル音によるノイズキャンセルが前記座席を利用するユーザ近傍の第二の範囲にしか影響を及ぼさないようにキャンセル音を放音する音響システムであって、前記少なくとも4個のスピーカユニットのうち少なくとも2個のスピーカユニットは前記座席の中心から右側に配置され、
前記少なくとも4個のスピーカユニットのうち少なくとも2個のスピーカユニットは前記座席の中心から左側に配置され、
右側に配置された前記少なくとも2個のスピーカユニットのうちの1つである第2R-1スピーカユニットは、右側に配置された少なくとも2個のスピーカユニットのうちの他の1つである第2Rスピーカユニットよりも、前記座席に着席したユーザの右耳に近い位置に配置され、
左側に配置された前記少なくとも2個のスピーカユニットのうちの1つである第2L-1スピーカユニットは、左側に配置された少なくとも2個のスピーカユニットのうちの他の1つである第2Lスピーカユニットよりも、前記座席に着席したユーザの左耳に近い位置に配置され、
前記再生対象の音響信号は、前期第2R-1スピーカユニットと前期第2Rスピーカユニットから、互いに逆位相となるよう放音され、
前記再生対象の音響信号は、前記第2L-1スピーカユニットと前記第2Lスピーカユニットから、互いに逆位相となるよう放音され、さらに、
前記第2R-1スピーカユニットと前記第2L-1スピーカユニットから、互いに逆位相とならないように放音され、
各スピーカユニットの正面方向はユーザと対向する方向である、
音響システム。
【請求項2】
乗り物の座席に配置される少なくとも4個のスピーカユニットを用いて、再生対象の音響信号が前記座席を利用するユーザ近傍の第一の範囲以外では聴取できないまたは聴取しづらいように放音し、かつ、前記座席に到来する騒音をキャンセルするキャンセル音によるノイズキャンセルが前記座席を利用するユーザ近傍の第二の範囲にしか影響を及ぼさないようにキャンセル音を放音する音響システムであって、前記少なくとも4個のスピーカユニットのうちの2個のスピーカユニットである第2R-1スピーカユニットと第2Rスピーカユニットは前記座席の中心から右側に配置され、
前記少なくとも4個のスピーカユニットのうちの2個のスピーカユニットである第2L-1スピーカユニットと第2Lスピーカユニットは前記座席の中心から左側に配置され、
前記第2R-1スピーカユニットは、前記再生対象の音響信号である第2R-1音響信号を放音し、
前記第2Rスピーカユニットは、前記第2R-1音響信号と逆位相の音響信号である第2R音響信号を放音し、
前記第2L-1スピーカユニットは、前記再生対象の音響信号である第2L-1音響信号を放音し、
前記第2Lスピーカユニットは、前記第2L-1音響信号と逆位相の音響信号である第2L音響信号を放音し、
前記第2R-1スピーカユニットおよび前記第2L-1スピーカユニットは、それぞれ前記第2Rスピーカユニットおよび前記第2Lスピーカユニットよりも前記座席を利用するユーザの右耳および左耳の近くに配置される、
または、
前記第2Rスピーカユニットおよび前記第2Lスピーカユニットは、それぞれ前記第2R-1スピーカユニットおよび前記第2L-1スピーカユニットよりも前記座席を利用するユーザの右耳および左耳の近くに配置され、
各スピーカユニットの正面方向はユーザと対向する方向である、
音響システム。
【請求項3】
Nを2以上の整数の何れかとし、2N個のスピーカユニットを用いて、再生対象の音響信号が乗り物の座席を利用するユーザ近傍の第一の範囲以外では、聴取できないまたは聴取しづらいように放音し、かつ、前記ユーザ近傍の第二の範囲における騒音をキャンセルするキャンセル音によるノイズキャンセルが第二の範囲以外に影響を及ぼさないようにキャンセル音を放音する音響システムであって、n=1, …, Nとし、再生対象の音響信号である第2n-1音響信号と、第2n-1音響信号と逆位相の音響信号である第2n音響信号とを出力する第n再生部を含む再生装置と、
前記座席を利用するユーザの頭部に近い箇所に設置される、前記第2n-1音響信号を放音する第2n-1スピーカユニットと、前記第2n音響信号を放音する第2nスピーカユニットとを含む第nスピーカユニットペア(n=1, …, N)を含むスピーカシステムとを含み、
Rを1, …, Nの何れかとし、第Rスピーカユニットペアは、前記座席の中心から右側に配置され、
Lを1, …, Nの何れかとし、R≠Lとし、第Lスピーカユニットペアは、前記座席の中心から左側に配置され、
第2R-1スピーカユニットおよび第2L-1スピーカユニットは、それぞれ第2Rスピーカユニットおよび第2Lスピーカユニットよりも前記座席を利用するユーザの右耳および左耳の近くに配置される、
または、
第2Rスピーカユニットおよび第2Lスピーカユニットは、それぞれ第2R-1スピーカユニットおよび第2L-1スピーカユニットよりも前記座席を利用するユーザの右耳および左耳の近くに配置され、
各スピーカユニットの正面方向はユーザと対向する方向である、
音響システム。
【請求項4】
請求項１または請求項３の何れかの音響システムであって、前記キャンセル音は、前記座席を利用するユーザの右耳および左耳の近くに配置される、前記第2R-1スピーカユニットと前記第2L-1スピーカユニット、または、前記第2Rスピーカユニットと前記第2Lスピーカユニットから放音される、
音響システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、航空機や自動車などの乗り物内の騒音を低減する技術に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、ユーザは、航空機内での映画・音楽の視聴時に騒音が気になる場合、ノイズキャンセリング機能を有するイヤホンやヘッドホンを利用していた（非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0003】
【文献】機内エンターテインメント／JALファーストクラス, ［online］，［令和２年３月１６日検索］，インターネット <URL: https://www.jal.co.jp/jp/ja/inter/service/first/entertainment/index.html>
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、イヤホンやヘッドホンの装着は、ユーザにとってわずらわしさがある。また、髪型が乱れることなどを理由に、装着を好まないユーザもいる。装着による耳への圧迫を嫌うユーザもいる。さらには、イヤホンやヘッドホンの長時間の装着は、ユーザに聴き疲れを感じさせることもある。
【0005】
そこで本発明では、イヤホンやヘッドホンを用いることなく乗り物の座席に着席時に聴こえる騒音を低減する技術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】
【0006】
本発明の一態様は、音響システムは、乗り物の座席に配置される少なくとも4個のスピーカユニットを用いて、再生対象の音響信号が座席を利用するユーザ近傍の第一の範囲以外では聴取できないまたは聴取しづらいように放音し、かつ、座席に到来する騒音をキャンセルするキャンセル音によるノイズキャンセルが座席を利用するユーザ近傍の第二の範囲にしか影響を及ぼさないようにキャンセル音を放音する。少なくとも4個のスピーカユニットのうち少なくとも2個のスピーカユニットは座席の中心から右側に配置され、少なくとも4個のスピーカユニットのうち少なくとも2個のスピーカユニットは座席の中心から左側に配置され、右側に配置された少なくとも2個のスピーカユニットのうちの1つである第2R-1スピーカユニットは、右側に配置された少なくとも2個のスピーカユニットのうちの他の1つである第2Rスピーカユニットよりも、座席に着席したユーザの右耳に近い位置に配置され、左側に配置された少なくとも2個のスピーカユニットのうちの1つである第2L-1スピーカユニットは、左側に配置された少なくとも2個のスピーカユニットのうちの他の1つである第2Lスピーカユニットよりも、座席に着席したユーザの左耳に近い位置に配置され、再生対象の音響信号は、第2R-1スピーカユニットと第2Rスピーカユニットから、互いに逆位相となるよう放音され、再生対象の音響信号は、第2L-1スピーカユニットと第2Lスピーカユニットから、互いに逆位相となるよう放音され、さらに、第2R-1スピーカユニットと第2L-1スピーカユニットから、互いに逆位相とならないように放音される。
本発明の他の態様は、音響システムは、乗り物の座席に配置される少なくとも4個のスピーカユニットを用いて、再生対象の音響信号が座席を利用するユーザ近傍の第一の範囲以外では聴取できないまたは聴取しづらいように放音し、かつ、座席に到来する騒音をキャンセルするキャンセル音によるノイズキャンセルが座席を利用するユーザ近傍の第二の範囲にしか影響を及ぼさないようにキャンセル音を放音する。少なくとも4個のスピーカユニットのうちの2個のスピーカユニットである第2R-1スピーカユニットと第2Rスピーカユニットは座席の中心から右側に配置され、少なくとも4個のスピーカユニットのうちの2個のスピーカユニットである第2L-1スピーカユニットと第2Lスピーカユニットは座席の中心から右側に配置され、第2R-1スピーカユニットは、再生対象の音響信号である第2R-1音響信号を放音し、第2Rスピーカユニットは、第2R-1音響信号と逆位相の音響信号である第2R音響信号を放音し、第2L-1スピーカユニットは、再生対象の音響信号である第2L-1音響信号を放音し、第2Lスピーカユニットは、第2L-1音響信号と逆位相の音響信号である第2L音響信号を放音し、第2R-1スピーカユニットおよび第2L-1スピーカユニットは、それぞれ第2Rスピーカユニットおよび第2Lスピーカユニットよりも座席を利用するユーザの右耳および左耳の近くに配置される、または、第2Rスピーカユニットおよび第2Lスピーカユニットは、それぞれ第2R-1スピーカユニットおよび第2L-1スピーカユニットよりも座席を利用するユーザの右耳および左耳の近くに配置される。
本発明の他の態様は、音響システムは、Nを2以上の整数の何れかとし、2N個のスピーカユニットを用いて、再生対象の音響信号が乗り物の座席を利用するユーザ近傍の第一の範囲以外では、聴取できないまたは聴取しづらいように放音し、かつ、ユーザ近傍の第二の範囲における騒音をキャンセルするキャンセル音によるノイズキャンセルが第二の範囲以外に影響を及ぼさないようにキャンセル音を放音する。音響システムは、n=1,…,Nとし、再生対象の音響信号である第2n-1音響信号と、第2n-1音響信号と逆位相の音響信号である第2n音響信号とを出力する第n再生部を含む再生装置と、座席を利用するユーザの頭部に近い箇所に設置される、第2n-1音響信号を放音する第2n-1スピーカユニットと、第2n音響信号を放音する第2nスピーカユニットとを含む第nスピーカユニットペア(n=1,…,N)を含むスピーカシステムとを含む。Rを1,…,Nの何れかとし、第Rスピーカユニットペアは、座席の中心から右側に配置され、Lを1,…,Nの何れかとし、R≠Lとし、第Lスピーカユニットペアは、座席の中心から左側に配置され、第2R-1スピーカユニットおよび第2L-1スピーカユニットは、それぞれ第2Rスピーカユニットおよび第2Lスピーカユニットよりも座席を利用するユーザの右耳および左耳の近くに配置される、または、第2Rスピーカユニットおよび第2Lスピーカユニットは、それぞれ第2R-1スピーカユニットおよび第2L-1スピーカユニットよりも座席を利用するユーザの右耳および左耳の近くに配置される。
本発明の他の態様は、音響システムは、乗り物の座席に配置される少なくとも4個のスピーカユニットを用いて、再生対象の音響信号が座席を利用するユーザ近傍の第一の範囲以外では聴取できないまたは聴取しづらいように放音し、かつ、座席に到来する騒音をキャンセルするキャンセル音によるノイズキャンセルが座席を利用するユーザ近傍の第二の範囲にしか影響を及ぼさないようにキャンセル音を放音する。少なくとも4個のスピーカユニットのうちの2個のスピーカユニットである第2R-1スピーカユニットと第2Rスピーカユニットは座席の中心から右側に配置され、少なくとも4個のスピーカユニットのうちの2個のスピーカユニットである第2L-1スピーカユニットと第2Lスピーカユニットは座席の中心から右側に配置され、第2R-1スピーカユニットは、再生対象の音響信号である第2R-1音響信号を放音し、第2Rスピーカユニットは、第2R-1音響信号と逆位相の音響信号である第2R音響信号を放音し、第2L-1スピーカユニットは、再生対象の音響信号である第2L-1音響信号を放音し、第2Lスピーカユニットは、第2L-1音響信号と逆位相の音響信号である第2L音響信号を放音し、第2R-1スピーカユニットおよび第2L-1スピーカユニットは、それぞれ第2Rスピーカユニットおよび第2Lスピーカユニットよりも座席を利用するユーザの右耳および左耳の近くに配置される、または、第2Rスピーカユニットおよび第2Lスピーカユニットは、それぞれ第2R-1スピーカユニットおよび第2L-1スピーカユニットよりも座席を利用するユーザの右耳および左耳の近くに配置される。
本発明の他の態様は、音響システムは、Nを2以上の整数の何れかとし、2N個のスピーカユニットを用いて、再生対象の音響信号が乗り物の座席を利用するユーザ近傍の第一の範囲以外では、聴取できないまたは聴取しづらいように放音し、かつ、ユーザ近傍の第二の範囲における騒音をキャンセルするキャンセル音によるノイズキャンセルが第二の範囲以外に影響を及ぼさないようにキャンセル音を放音する。音響システムは、n=1,…,Nとし、再生対象の音響信号である第2n-1音響信号と、第2n-1音響信号と逆位相の音響信号である第2n音響信号とを出力する第n再生部を含む再生装置と、座席を利用するユーザの頭部に近い箇所に設置される、第2n-1音響信号を放音する第2n-1スピーカユニットと、第2n音響信号を放音する第2nスピーカユニットとを含む第nスピーカユニットペア(n=1,…,N)を含むスピーカシステムとを含む。Rを1,…,Nの何れかとし、第Rスピーカユニットペアは、座席の中心から右側に配置され、Lを1,…,Nの何れかとし、R≠Lとし、第Lスピーカユニットペアは、座席の中心から左側に配置され、第2R-1スピーカユニットおよび第2L-1スピーカユニットは、それぞれ第2Rスピーカユニットおよび第2Lスピーカユニットよりも座席を利用するユーザの右耳および左耳の近くに配置される、または、第2Rスピーカユニットおよび第2Lスピーカユニットは、それぞれ第2R-1スピーカユニットおよび第2L-1スピーカユニットよりも座席を利用するユーザの右耳および左耳の近くに配置される。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、乗り物の座席に着席時に聴こえる騒音を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】アクティブノイズコントロールシステムの構成の一例を示す図である。
【図2】スピーカユニットから放音される音の指向性を説明するための図である。
【図3】航空機の座席に設置された音響システムの一例を示す図である。
【図4】音響システム５００の構成の一例を示すブロック図である。
【図5】参照マイクと誤差マイクの配置の一例を示す図である。
【図6】音響システム５０１の構成の一例を示すブロック図である。
【図7】音響システム５０２の構成の一例を示すブロック図である。
【図8】部材５２２２を取り付けた消音スピーカシステム５２０の構成の一例を示す図である。
【図9】航空機の座席に設置された音響システムの一例を示す図である。
【図10】音響システム１０００の構成の一例を示すブロック図である。
【図11】音響システム１００の構成の一例を示すブロック図である。
【図12】音響システム１０２の構成の一例を示すブロック図である。
【図13】部材１２２２を取り付けたスピーカユニットペア１２２の構成の一例を示す図である。
【図14】音響システム１０４の構成の一例を示すブロック図である。
【図15】音響システム２００の構成の一例を示すブロック図である。
【図16】音響システム３００の構成の一例を示すブロック図である。
【図17】音響システム１０６の構成の一例を示すブロック図である。
【図18】部材１２２４を取り付けたスピーカユニットペア１２２の構成の一例を示す図である。
【図19】音響システム１０８の構成の一例を示すブロック図である。
【図20】乗り物の座席のフラットなヘッドレストに設置された音響システムの一例を示す図である。
【図21】音響システムが配置されたヘッドレスト部分にカバーをかけ、ユーザの頭部を模したダミーを配置した図である。
【図22】音響システム２０００の構成の一例を示すブロック図である。
【図23】音響システム４００，６００の構成の一例を示すブロック図である。
【図24】音響システム４１０，６１０の構成の一例を示すブロック図である。
【図25】乗り物の座席のフラットなヘッドレストに設置された音響システムの一例を示す図である。
【図26】音響システム４２０，６２０の構成の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、同じ機能を有する構成部には同じ番号を付し、重複説明を省略する。
【0010】
＜技術的背景＞
航空機の座席に着席時に聴こえる騒音を低減するために、騒音低減技術の一つであるアクティブノイズコントロールを用いる（参考非特許文献１、２を参照）。
航空機の座席に着席時に聴こえる騒音を低減するために、騒音低減技術の一つであるアクティブノイズコントロールを用いる（参考非特許文献１、２を参照）。
【0011】
（参考非特許文献１：ANC騒音低減試験システム, ［online］，［令和２年３月１６日検索］，インターネット <URL: https://micronet.jp/product/anc/index.html>）
（参考非特許文献２：アクティブノイズコントロール（電子情報通信学会『知識の森』2群－6編－6章）, ［online］，［令和２年３月１６日検索］，インターネット <URL: http://www.ieice-hbkb.org/files/02/02gun_06hen_06.pdf>）
図１は、アクティブノイズコントロールシステムの構成の一例を示す図である。アクティブノイズコントロールシステムは、騒音を収音するマイク（以下、参照マイクという）、参照マイクから出力される信号（以下、騒音信号という）から騒音を消去するための制御信号を生成する制御器、制御信号に基づく音を放音するための消音スピーカを含む。なお、アクティブノイズコントロールシステムは、さらに、消去しきれなかった音を収音するマイク（以下、誤差マイクという）を含み、誤差マイクから出力される信号（以下、誤差信号という）を制御器にフィードバックし、制御器は誤差信号も用いて制御信号を生成するようにしてもよい。
（参考非特許文献２：アクティブノイズコントロール（電子情報通信学会『知識の森』2群－6編－6章）, ［online］，［令和２年３月１６日検索］，インターネット <URL: http://www.ieice-hbkb.org/files/02/02gun_06hen_06.pdf>）
図１は、アクティブノイズコントロールシステムの構成の一例を示す図である。アクティブノイズコントロールシステムは、騒音を収音するマイク（以下、参照マイクという）、参照マイクから出力される信号（以下、騒音信号という）から騒音を消去するための制御信号を生成する制御器、制御信号に基づく音を放音するための消音スピーカを含む。なお、アクティブノイズコントロールシステムは、さらに、消去しきれなかった音を収音するマイク（以下、誤差マイクという）を含み、誤差マイクから出力される信号（以下、誤差信号という）を制御器にフィードバックし、制御器は誤差信号も用いて制御信号を生成するようにしてもよい。
【0012】
航空機内の騒音の主成分は低域に集中しているため、消音スピーカがそれなりの大きさのものでないと、低域の音を十分に再生できず、十分な騒音低減効果を得ることができない。しかし、消音スピーカが大きくなると、航空機の座席で利用するのが困難になってしまう。また、消音スピーカからの音が参照マイクに収音されてしまうと、騒音信号の中に消音スピーカからの音の信号が含まれることになり、騒音低減性能が劣化してしまうという問題もある。
【0013】
これら２つの問題を解決するために、本願発明では、制御信号に基づく音を放音するために、スピーカを用いる代わりにスピーカユニットを用いることにする（図２参照）。
【0014】
通常、スピーカは、スピーカユニットとスピーカボックスで構成される。スピーカユニットとは、電気信号である音響信号を空気の振動に変換する（つまり、音波を生成する）振動板を含む構成部である。また、スピーカボックスとは、スピーカユニットを収納する構成部である。
【0015】
音響信号がスピーカに入力されると、スピーカユニットの振動板が振動し、振動板が振動する両方向に音波が放射される。ここで、スピーカボックスの外側（つまり、スピーカユニットの正面方向）に放射される音波を正の音波、スピーカボックスの内側（つまり、スピーカユニットの背面方向）に放射される音波を負の音波という。負の音波は、正の音波の位相と逆の位相の音波である。スピーカを用いる場合、正の音波はスピーカから全方位に放射されることになる一方、負の音波はスピーカボックスの外に出ることはない。それに対し、スピーカユニットのみを用いる場合、スピーカボックスがないため、負の音波も放射される。この場合、正の音波と負の音波が互いに逆位相の関係にあるため、正の音波と負の音波は互いに打ち消しあうが、スピーカユニットの近傍では、負の音波の回り込みが間に合わないために、正の音波が残る。この残った正の音波と騒音が逆位相の関係にあれば、当該正の音波が騒音と打ち消しあうことで、スピーカユニットの近傍では騒音低減効果が得られることになる。
【0016】
つまり、ユーザの耳元に近い箇所に、スピーカボックスを用いない形でスピーカユニットを設置すれば、機内での騒音低減を実現することができる。また、正の音波が残る範囲はスピーカユニットの近傍といった比較的狭い範囲に限られるため、参照マイクへの回り込みも抑えられ、騒音低減性能が劣化することも抑制できる。
【0017】
スピーカユニットのみを設置する形態は、スピーカボックスを用いないため、設置スペースを最小限にできるというメリットがある。さらに、当該メリットに加え、スピーカユニットのみを設置する形態は、スピーカボックスと組み合わせて設置する形態よりも低域の音がでるというメリットもある。以下、その理由について説明する。一般に、スピーカユニットをスピーカボックスに収納すると、負の音波はスピーカボックスの外に出ることはないが、スピーカユニットがスピーカボックスに収納されると、スピーカボックス内に閉じ込められ、行き場を無くした負の音波の空気振動がスピーカユニットのコーンを抑えコーンの次の振動を妨害してしまう。その結果、スピーカユニットをスピーカボックスに収納しても、低域の音がでないことになる。そこで、スピーカボックスの内部を吸音材で満たすことも考えられるが、低域の音に関してはその効果が十分に得られず、低域の音を出すためにはスピーカボックスをある程度大きいものとしなければならなくなる。つまり、結局のところ、機内の座席に設置できるほど十分に小さいスピーカボックスを用いるのでは、十分な低域の音が得られないことになる。
【0018】
＜第１実施形態＞
音響信号を再生するシステムを音響システムという。音響システムは、音響信号を音（以下、この音のことを音響信号に基づく音という）として放音するためにスピーカシステムを含む。ここで、スピーカシステムは、アナログ信号である音響信号を音に変換する装置である。また、音響システムで再生対象となる音響信号は、例えば、ＣＤ、ＤＶＤ、レコードに記録されたデータや、インターネットにより受信されたデータや、ラジオ放送、テレビ放送により受信された信号から得られる音響信号である。
音響信号を再生するシステムを音響システムという。音響システムは、音響信号を音（以下、この音のことを音響信号に基づく音という）として放音するためにスピーカシステムを含む。ここで、スピーカシステムは、アナログ信号である音響信号を音に変換する装置である。また、音響システムで再生対象となる音響信号は、例えば、ＣＤ、ＤＶＤ、レコードに記録されたデータや、インターネットにより受信されたデータや、ラジオ放送、テレビ放送により受信された信号から得られる音響信号である。
【0019】
以下、スピーカシステムの近傍にいるユーザの周辺の騒音から得られる騒音信号から生成される制御信号を再生し、騒音を低減する音響システムについて説明する。このような音響システムを、例えば、航空機の座席を利用するユーザのための音響システムとして利用すると、当該座席を利用するユーザの周辺の騒音を低減することができるシステムを提供することができる。図３は、航空機の座席に設置された音響システムの一例を示す図である。図３の音響システムは、スピーカシステムが着席したユーザの頭部の近傍にくるように配置されている。なお、このような音響システムは、自動車、電車などの航空機の以外の乗り物や、住居や商業施設などで用いるチェアにも設置することができるし、肩に乗せるなどウェアラブルな形態でも設置することができる。また、ヘッドホンやイヤホンの左右の各ユニットに、上記スピーカユニットペアに相当する、ドライバユニットを２つ並べたドライバユニットペアを設置することとしてもよい。
【0020】
以下、図４を参照して音響システム５００を説明する。図４は、音響システム５００の構成を示すブロック図である。図４に示すように音響システム５００は、制御システム５１０と、消音スピーカシステム５２０を含む。制御システム５１０は、K個（Kは1以上の整数）の参照マイク５１１と、L個（Lは0以上の整数）の誤差マイク５１２と、制御信号生成装置５１４を含む。ここで、参照マイク、誤差マイクとは、＜技術的背景＞で説明した通り、それぞれ騒音を収音するマイク、消去しきれなかった音を収音するマイクである。誤差マイクはフィルタ更新に用いるものであり、実用的には多くの場合用いるものである。なお、音響システム５００に必要となる最小のマイクの数は１（K=1, L=0の場合）である。図５は、K=4, L=2の場合の参照マイクと誤差マイクの配置を示す図である。図５にあるように、参照マイクは騒音が誤差マイクより先に到来する位置に配置するのが好ましい。また、誤差マイクは理想的にはユーザの耳の位置に配置するのがよいため、できるだけ耳に近い位置に配置するのが好ましい。また、消音スピーカシステム５２０は、制御信号に基づく音を放音するスピーカユニットである消音スピーカユニット５２２１を１つ含む。消音スピーカシステム５２０は、座席を利用するユーザの頭部に近い箇所に設置される。
【0021】
なお、消音スピーカユニット５２２１がユーザと対向する方向を消音ユーザ方向とし、消音スピーカユニット５２２１は、消音スピーカユニット５２２１から消音ユーザ方向に放音される音が消音スピーカユニット５２２１から消音ユーザ方向と逆方向に放音される音の回り込みにより座席を利用するユーザの頭部に近い箇所以外の箇所では消音されるように配置されるようにする。ここで、消音ユーザ方向とは、消音スピーカユニット５２２１の正面方向のことである。また、消音ユーザ方向と逆方向とは、消音スピーカユニット５２２１の背面方向のことである。
【0022】
以下、図４に従い音響システム５００の動作について説明する。
【0023】
制御システム５１０は、航空機の座席を利用するユーザの頭部に近い箇所における騒音から得られる信号（以下、騒音信号という）から、当該騒音を消去するための制御信号を生成し、出力する。より具体的には、参照マイク５１１は、航空機の座席を利用するユーザの頭部に近い箇所における騒音を収音し、当該騒音を電気信号に変換することで得られる騒音信号を出力する。誤差マイク５１２は、当該ユーザの頭部に極めて近い箇所における消去しきれなかった音を収音し、当該消去しきれなかった音を電気信号に変換することで得られる誤差信号を出力する。制御信号生成装置５１４は、騒音信号と誤差信号を入力とし、誤差信号を用いて騒音信号から制御信号を生成し、出力する。制御信号は、騒音信号とほぼ同一振幅で逆位相の信号とすればよい。
【0024】
消音スピーカシステム５２０は、制御システム５１０が出力した制御信号を入力とし、制御信号に基づく音を放音する。より具体的には、消音スピーカユニット５２２１は、制御信号を入力とし、制御信号に基づく音を放音する。
【0025】
本発明の実施形態によれば、航空機の座席に着席時に聴こえる騒音を低減することが可能となる。
【0026】
＜第２実施形態＞
第１実施形態の音響システム５００は、消音スピーカユニットを１つだけ用いるため、騒音が低減される範囲が狭い。ここでは、ユーザの両耳それぞれの近い位置に消音スピーカユニットを設置できるよう、２以上の消音スピーカユニットを含む音響システムについて説明する。
第１実施形態の音響システム５００は、消音スピーカユニットを１つだけ用いるため、騒音が低減される範囲が狭い。ここでは、ユーザの両耳それぞれの近い位置に消音スピーカユニットを設置できるよう、２以上の消音スピーカユニットを含む音響システムについて説明する。
【0027】
以下、図６を参照して音響システム５０１を説明する。図６は、音響システム５０１の構成を示すブロック図である。図６に示すように音響システム５０１は、音響システム５００と同様、制御システム５１０と、消音スピーカシステム５２０を含む。しかし、音響システム５０１は、消音スピーカシステム５２０がM個（Mは2以上の整数）の消音スピーカユニット５２２１を含む点において、音響システム５００と異なる。M個の消音スピーカユニット５２２１には、同一の制御信号が入力される。
【0028】
以下、M個の消音スピーカユニットを第1消音スピーカユニット、…、第M消音スピーカユニットという。また、第m消音スピーカユニットがユーザと対向する方向を第m消音ユーザ方向(m=1, …, M)とし、第m消音スピーカユニット(m=1, …, M)は、第m消音スピーカユニットから第m消音ユーザ方向に放音される音が第m消音スピーカユニットから第m消音ユーザ方向と逆方向に放音される音の回り込みにより座席を利用するユーザの頭部に近い箇所以外の箇所では消音されるように配置されるようにする。ここで、第m消音ユーザ方向とは、第m消音スピーカユニット５２２１の正面方向のことである。また、第m消音ユーザ方向と逆方向とは、第m消音スピーカユニット５２２１の背面方向のことである。
【0029】
以下では、図６に従い消音スピーカシステム５２０の動作について説明する。
【0030】
消音スピーカシステム５２０は、制御システム５１０が出力した制御信号を入力とし、制御信号に基づく音を放音する。より具体的には、第m消音スピーカユニット５２２１(m=1, …, M)は、制御信号を入力とし、制御信号に基づく音を放音する。
【0031】
なお、ここでは、Mを2以上の整数としたが、M=1とすると、第１実施形態と一致する。
【0032】
本発明の実施形態によれば、航空機の座席に着席時に聴こえる騒音を低減することが可能となる。
【0033】
＜第３実施形態＞
第２実施形態の音響システム５０１では、消音スピーカユニットの数を増やすことにより、騒音が低減される範囲を広くした。ここでは、１つの消音スピーカユニットにより騒音が低減される範囲が広くなる構造を有する音響システムについて説明する。
第２実施形態の音響システム５０１では、消音スピーカユニットの数を増やすことにより、騒音が低減される範囲を広くした。ここでは、１つの消音スピーカユニットにより騒音が低減される範囲が広くなる構造を有する音響システムについて説明する。
【0034】
以下、図７を参照して音響システム５０２を説明する。図７は、音響システム５０２の構成を示すブロック図である。図７に示すように音響システム５０２は、音響システム５０１と同様、制御システム５１０と、消音スピーカシステム５２０を含む。しかし、音響システム５０２は、第m消音スピーカユニット５２２１(m=1, …, M)に部材５２２２が取り付けられている点において、音響システム５０１と異なる。
【0035】
以下、図７に従い第m消音スピーカユニット５２２１(m=1, …, M)の構造について説明する。
【0036】
第m消音スピーカユニット５２２１には、第m消音スピーカユニット５２２１から第m消音ユーザ方向と逆方向に放音された音が第m消音ユーザ方向に回り込んでくる音の経路が長くなるようにするための部材５２２２が取り付けられている（図８参照）。部材５２２２は、例えば、スピーカユニットの背面からの音の回り込みを防ぐ仕切り板のような部材でよい。この部材５２２２は、音波の干渉を防ぎ騒音が低減される範囲を広くするために、取り付けられるものである。
【0037】
部材５２２２が取り付けられた第m消音スピーカユニット５２２１は、第２実施形態の第m消音スピーカユニット５２２１に比べて、騒音が低減される範囲が広くなる。
【0038】
本発明の実施形態によれば、航空機の座席に着席時に聴こえる騒音を低減することが可能となる。
【0039】
＜第４実施形態＞
第１実施形態から第３実施形態では、航空機の座席を利用するユーザの周辺の騒音を低減するための音響システム（騒音低減用音響システム）について説明した。これらの騒音低減用音響システムは、スピーカシステムの近傍にいるユーザにのみ再生対象の音響信号に基づく音が聴きとれるように再生する音響システム（再生用音響システム）と組み合わせることができる。ここで、再生対象とは、例えば、ＣＤ、ＤＶＤ、レコードに記録されたデータや、インターネットにより受信されたデータや、ラジオ放送、テレビ放送により受信された信号のように、所定の処理により音響信号を得ることができるデータや信号のことである。
第１実施形態から第３実施形態では、航空機の座席を利用するユーザの周辺の騒音を低減するための音響システム（騒音低減用音響システム）について説明した。これらの騒音低減用音響システムは、スピーカシステムの近傍にいるユーザにのみ再生対象の音響信号に基づく音が聴きとれるように再生する音響システム（再生用音響システム）と組み合わせることができる。ここで、再生対象とは、例えば、ＣＤ、ＤＶＤ、レコードに記録されたデータや、インターネットにより受信されたデータや、ラジオ放送、テレビ放送により受信された信号のように、所定の処理により音響信号を得ることができるデータや信号のことである。
【0040】
騒音低減用音響システムと再生用音響システムを組み合わせた音響システムの一例を図９に示す。図９は、航空機の座席に設置された音響システムの一例を示す図である。図９の再生用音響システムのスピーカシステムは、着席したユーザの頭部を挟むように座席に設置されており、スピーカユニットペアが左右の耳の近傍にくるように配置されている。一方、騒音低減用音響システムの消音スピーカシステムは、着席したユーザの頭部の後ろにくるように座席に設置されている。なお、当該音響システムは、自動車、電車などの航空機の以外の乗り物や、リクライニングチェアなどにも設置することができるし、肩に乗せるなどウェアラブルな形態でも設置することができる。また、再生用音響システムについては、騒音低減用音響システムと同様、ヘッドホンやイヤホンの左右の各ユニットに、上記スピーカユニットペアに相当する、ドライバユニットを２つ並べたドライバユニットペアを設置する構成としてもよい。ヘッドホンは、一般に開放型（オープンエア型）と密閉型（クローズド型）の２つに大別されるが、特に音漏れの心配がある開放型について上記技術を適用すると、音漏れが低減することが期待される。
【0041】
以下、図１０を参照して音響システム１０００を説明する。図１０は、音響システム１０００の構成を示すブロック図である。音響システム１０００は、騒音低減用音響システムと再生用音響システムを含む。騒音低減用音響システムは、音響システム５００、音響システム５０１、音響システム５０２とすることができる。一方、再生用音響システムは、後述する音響システム１００、音響システム１０２、音響システム１０４、音響システム１０６、音響システム１０８、音響システム２００、音響システム３００とすることができる。
【0042】
以下、再生用音響システムの各形態について説明する。
【0043】
《形態１：音響システム１００》
以下、図１１を参照して音響システム１００を説明する。図１１は、音響システム１００の構成を示すブロック図である。図１１に示すように音響システム１００は、再生装置１１０と、スピーカシステム１２０を含む。再生装置１１０は、N個（ただし、Nは1以上の整数）の再生部１１２（つまり、第1再生部１１２、…、第N再生部１１２）を含む。また、スピーカシステム１２０は、N個のスピーカユニットペア１２２（つまり、第1スピーカユニットペア１２２、…、第Nスピーカユニットペア１２２）を含む。スピーカユニットペア１２２は、２つのスピーカユニット（つまり、正のスピーカユニット１２２１、負のスピーカユニット１２２１）を含む。負のスピーカユニット１２２１には、正のスピーカユニット１２２１に入力される音響信号と逆位相の音響信号が入力される。スピーカシステム１２０は、座席を利用するユーザの頭部に近い箇所に設置される。
以下、図１１を参照して音響システム１００を説明する。図１１は、音響システム１００の構成を示すブロック図である。図１１に示すように音響システム１００は、再生装置１１０と、スピーカシステム１２０を含む。再生装置１１０は、N個（ただし、Nは1以上の整数）の再生部１１２（つまり、第1再生部１１２、…、第N再生部１１２）を含む。また、スピーカシステム１２０は、N個のスピーカユニットペア１２２（つまり、第1スピーカユニットペア１２２、…、第Nスピーカユニットペア１２２）を含む。スピーカユニットペア１２２は、２つのスピーカユニット（つまり、正のスピーカユニット１２２１、負のスピーカユニット１２２１）を含む。負のスピーカユニット１２２１には、正のスピーカユニット１２２１に入力される音響信号と逆位相の音響信号が入力される。スピーカシステム１２０は、座席を利用するユーザの頭部に近い箇所に設置される。
【0044】
なお、第nスピーカユニットペア１２２がユーザと対向する方向を第nユーザ方向(n=1, …, N)とし、第nスピーカユニットペア１２２(n=1, …, N)の正のスピーカユニット１２２１と負のスピーカユニット１２２１は、当該正のスピーカユニット１２２１から第nユーザ方向と逆方向に放音される音と当該負のスピーカユニット１２２１から第nユーザ方向と逆方向に放音される音が回り込みにより第nユーザ方向に伝わるように配置されるようにする。ここで、第nユーザ方向とは、第nスピーカユニットペア１２２の正のスピーカユニット１２２１、負のスピーカユニット１２２１の正面方向のことである。また、第nユーザ方向と逆方向とは、第nスピーカユニットペア１２２の正のスピーカユニット１２２１、負のスピーカユニット１２２１の背面方向のことである。
【0045】
また、第nスピーカユニットペア１２２(n=1, …, N)の正のスピーカユニット１２２１と負のスピーカユニット１２２１は、当該正のスピーカユニット１２２１から放音される音と当該負のスピーカユニット１２２１から放音される音が他の座席を利用するユーザには聴きとれないように互いに消去される位置関係で配置されるようにする。
【0046】
以下、図１１に従い音響システム１００の動作について説明する。
【0047】
再生装置１１０は、再生対象の音響信号である第1音響信号、第3音響信号、…、第2N-1音響信号を入力とし、第1音響信号、第2音響信号、…、第2N音響信号を出力する。より具体的には、第n再生部１１２(n=1, …, N)は、第2n-1音響信号を入力とし、第2n-1音響信号から第2n-1音響信号と逆位相の音響信号である第2n音響信号を生成し、第2n-1音響信号と第2n音響信号を出力する。第2n-1音響信号、第2n音響信号は、それぞれ第nスピーカユニットペア１２２の正のスピーカユニット１２２１、負のスピーカユニット１２２１に入力される。
【0048】
スピーカシステム１２０は、再生装置１１０が出力した第1音響信号、第2音響信号、…、第2N音響信号を入力とし、第1音響信号に基づく音、第2音響信号に基づく音、…、第2N音響信号に基づく音を放音する。より具体的には、第nスピーカユニットペア１２２(n=1, …, N)は、第2n-1音響信号と第2n音響信号を入力とし、第2n-1音響信号に基づく音を正のスピーカユニット１２２１から放音し、第2n音響信号に基づく音を負のスピーカユニット１２２１から放音する。第2n-1音響信号と第2n音響信号は、互いに逆位相の関係にあるため、スピーカシステム１２０が設置された座席の近傍でのみ音が聴こえる。例えば、N=2の場合において、第1音響信号、第3音響信号をそれぞれある音源の右チャネルの音響信号、左チャネルの音響信号とすると、スピーカシステム１２０が設置された座席の近傍でのみステレオの音が聴くことができる。
【0049】
なお、第nスピーカユニットペア１２２の正のスピーカユニット１２２１から第nユーザ方向に放音された音と第nスピーカユニットペア１２２の正のスピーカユニット１２２１から第nユーザ方向と逆方向に放音された音は、互いに逆位相の関係となる。同様に、第nスピーカユニットペア１２２の負のスピーカユニット１２２１から第nユーザ方向に放音された音と第nスピーカユニットペア１２２の負のスピーカユニット１２２１から第nユーザ方向と逆方向に放音された音は、互いに逆位相の関係となる。
【0050】
《形態２：音響システム１０２》
音響システム１００は、放音された音が聴こえる範囲、いわゆるスイートスポットが狭い。ここでは、スイートスポットを広くする構造を有する音響システムについて説明する。
音響システム１００は、放音された音が聴こえる範囲、いわゆるスイートスポットが狭い。ここでは、スイートスポットを広くする構造を有する音響システムについて説明する。
【0051】
以下、図１２を参照して音響システム１０２を説明する。図１２は、音響システム１０２の構成を示すブロック図である。図１２に示すように音響システム１０２は、音響システム１００と同様、再生装置１１０と、スピーカシステム１２０を含む。しかし、音響システム１０２は、スピーカユニットペア１２２に部材１２２２が取り付けられている点において、音響システム１００と異なる。
【0052】
以下、図１２に従い第nスピーカユニットペア１２２(n=1, …, N)の構造について説明する。
【0053】
第nスピーカユニットペア１２２には、第nスピーカユニットペア１２２の正のスピーカユニット１２２１と負のスピーカユニット１２２１から第nユーザ方向と逆方向に放音された音がユーザ方向に回り込んでくる音の経路が長くなるようにするための部材１２２２が取り付けられている（図１３参照）。部材１２２２は、例えば、スピーカユニットの背面からの音の回り込みを防ぐ仕切り板のような部材でよい。この部材１２２２は、音の回り込みを防ぐのではなく、背面から回り込む音と正面からの音との位相差が大きくなるようにする、つまり、回り込んでくる音の経路が長くなるようにするために取り付けられるものである。
【0054】
部材１２２２が取り付けられた第nスピーカユニットペア１２２は、形態１の第nスピーカユニットペア１２２に比べて、スイートスポットが広くなる。
【0055】
《形態３：音響システム１０４》
高域の音は波長が短いため、背面から回り込む音と正面からの音の位相がそろいにくい。そのため、高域の音は、低域の音に比べてスピーカユニットの近傍でも近傍以外の比較的離れた場所でも消去されにくいという特徴がある。音響システム１００を構成するスピーカユニットペア１２２の正のスピーカユニット１２２１と負のスピーカユニット１２２１は、いずれもスピーカボックスに収納されていないため、上記特徴により、高域の音が聴こえる範囲が広く、音漏れとなることもある。そこで、ここでは、高域の音がスピーカシステムの近傍以外に漏れにくい構造を有する音響システムについて説明する。
高域の音は波長が短いため、背面から回り込む音と正面からの音の位相がそろいにくい。そのため、高域の音は、低域の音に比べてスピーカユニットの近傍でも近傍以外の比較的離れた場所でも消去されにくいという特徴がある。音響システム１００を構成するスピーカユニットペア１２２の正のスピーカユニット１２２１と負のスピーカユニット１２２１は、いずれもスピーカボックスに収納されていないため、上記特徴により、高域の音が聴こえる範囲が広く、音漏れとなることもある。そこで、ここでは、高域の音がスピーカシステムの近傍以外に漏れにくい構造を有する音響システムについて説明する。
【0056】
以下、図１４を参照して音響システム１０４を説明する。図１４は、音響システム１０４の構成を示すブロック図である。図１４に示すように音響システム１０４は、音響システム１００と同様、再生装置１１０と、スピーカシステム１２０を含む。しかし、音響システム１０４は、スピーカユニットペア１２２の正のスピーカユニット１２２１、負のスピーカユニット１２２１の各々にツイータ１２２３が付属する点において、音響システム１００と異なる。ここで、ツイータとは、高域の信号を再生するためのスピーカユニットである。なお、ツイータ１２２３は、スピーカボックスに収納されているかのごとく、背面からの音が漏れない形で、正のスピーカユニット１２２１、負のスピーカユニット１２２１に付属しているものとする。
【0057】
以下、図１４に従いスピーカシステム１２０の動作について説明する。
【0058】
スピーカシステム１２０は、再生装置１１０が出力した第1音響信号、第2音響信号、…、第2N音響信号を入力とし、第1音響信号に基づく音、第2音響信号に基づく音、…、第2N音響信号に基づく音を放音する。より具体的には、第nスピーカユニットペア１２２(n=1, …, N)は、第2n-1音響信号と第2n音響信号を入力とし、第2n-1音響信号に基づく音を正のスピーカユニット１２２１と正のスピーカユニット１２２１に付属するツイータ１２２３から放音し、第2n音響信号に基づく音を負のスピーカユニット１２２１と負のスピーカユニット１２２１に付属するツイータ１２２３から放音する。
【0059】
高域の音ほど直進性が高いという性質があるが、ツイータ１２２３の背面からの音が漏れない形になっているため、ツイータ１２２３から放音される高域の音が全方位に漏れることを防ぐことができる。
【0060】
《形態４：音響システム２００》
ツイータは、高域の信号を再生するためのスピーカユニットである。そこで、帯域分割処理により、高域の信号のみツイータに入力するようにしてもよい。そこで、ここでは、帯域分割処理を行う音響システムについて説明する。
ツイータは、高域の信号を再生するためのスピーカユニットである。そこで、帯域分割処理により、高域の信号のみツイータに入力するようにしてもよい。そこで、ここでは、帯域分割処理を行う音響システムについて説明する。
【0061】
以下、図１５を参照して音響システム２００を説明する。図１５は、音響システム２００の構成を示すブロック図である。図１５に示すように音響システム２００は、再生装置１１０と、帯域分割装置２１０と、スピーカシステム１２０を含む。帯域分割装置２１０は、N個の帯域分割部２１２（つまり、第1帯域分割部２１２、…、第N帯域分割部２１２）を含む。音響システム２００は、帯域分割装置２１０を含む点において、音響システム１０４と異なる。
【0062】
以下、図１５に従い帯域分割装置２１０、スピーカシステム１２０の動作について説明する。
【0063】
帯域分割装置２１０は、再生装置１１０が出力した第1音響信号、第2音響信号、…、第2N音響信号を入力とし、第1音響信号の高域の信号である第1高域信号と低域の信号である第1低域信号、第2音響信号の高域の信号である第2高域信号と低域の信号である第2低域信号、…、第2N音響信号の高域の信号である第2N高域信号と低域の信号である第2N低域信号を出力する。より具体的には、第n帯域分割部２１２(n=1, …, N)は、第2n-1音響信号と第2n音響信号を入力とし、第2n-1音響信号の高域の信号である第2n-1高域信号と低域の信号である第2n-1低域信号を生成し、第2n音響信号の高域の信号である第2n高域信号と低域の信号である第2n低域信号を生成し、第2n-1高域信号、第2n-1低域信号、第2n高域信号、第2n低域信号を出力する。
【0064】
スピーカシステム１２０は、帯域分割装置２１０が出力した第1高域信号、第1低域信号、第2高域信号、第2低域信号、…、第2N高域信号、第2N低域信号を入力とし、第1高域信号に基づく音、第1低域信号に基づく音、第2高域信号に基づく音、第2低域信号に基づく音、…、第2N高域信号に基づく音、第2N低域信号に基づく音を放音する。より具体的には、第nスピーカユニットペア１２２(n=1, …, N)は、第2n-1高域信号、第2n-1低域信号、第2n高域信号、第2n低域信号を入力とし、第2n-1低域信号に基づく音、第2n-1高域信号に基づく音をそれぞれ正のスピーカユニット１２２１、正のスピーカユニット１２２１に付属するツイータ１２２３から放音し、第2n低域信号に基づく音、第2n高域信号に基づく音をそれぞれ負のスピーカユニット１２２１、負のスピーカユニット１２２１に付属するツイータ１２２３から放音する。
【0065】
《形態５：音響システム３００》
音響システム２００では、正のスピーカユニット１２２１、負のスピーカユニット１２２１に、ツイータ１２２３が付属するスピーカユニットを用いた。ここでは、ツイータが付属するスピーカユニットを２つ含むスピーカユニットペアを用いる代わりに、２つのスピーカユニットと１つのツイータを含むスピーカユニットペアを用いる音響システムについて説明する。
音響システム２００では、正のスピーカユニット１２２１、負のスピーカユニット１２２１に、ツイータ１２２３が付属するスピーカユニットを用いた。ここでは、ツイータが付属するスピーカユニットを２つ含むスピーカユニットペアを用いる代わりに、２つのスピーカユニットと１つのツイータを含むスピーカユニットペアを用いる音響システムについて説明する。
【0066】
以下、図１６を参照して音響システム３００を説明する。図１６は、音響システム３００の構成を示すブロック図である。図１６に示すように音響システム３００は、再生装置１１０と、帯域分割装置３１０と、スピーカシステム３２０を含む。帯域分割装置３１０は、N個の帯域分割部３１２（つまり、第1帯域分割部３１２、…、第N帯域分割部３１２）を含む。また、スピーカシステム３２０は、N個のスピーカユニットペア３２２（つまり、第1スピーカユニットペア３２２、…、第Nスピーカユニットペア３２２）を含む。スピーカユニットペア３２２は、２つのスピーカユニット（つまり、正のスピーカユニット１２２１、負のスピーカユニット１２２１）とツイータ３２２１を含む。音響システム３００は、帯域分割装置２１０、スピーカシステム１２０の代わりに帯域分割装置３１０、スピーカシステム３２０を含む点において、音響システム２００と異なる。
【0067】
ツイータ３２２１は、背面からの音が漏れないように、スピーカボックスに収納されているのが好ましい。また、スピーカシステム３２０は、座席を利用するユーザの頭部に近い箇所に設置される。
【0068】
なお、第nスピーカユニットペア３２２がユーザと対向する方向を第nユーザ方向(n=1, …, N)とし、第nスピーカユニットペア３２２(n=1, …, N)の正のスピーカユニット１２２１と負のスピーカユニット１２２１は、当該正のスピーカユニット１２２１から第nユーザ方向と逆方向に放音される音と当該負のスピーカユニット１２２１から第nユーザ方向と逆方向に放音される音が回り込みにより第nユーザ方向に伝わるように配置されるようにする。ここで、第nユーザ方向とは、第nスピーカユニットペア３２２の正のスピーカユニット１２２１、負のスピーカユニット１２２１、ツイータ３２２１の正面方向のことである。また、第nユーザ方向と逆方向とは、第nスピーカユニットペア３２２の正のスピーカユニット１２２１、負のスピーカユニット１２２１、ツイータ３２２１の背面方向のことである。
【0069】
また、第nスピーカユニットペア３２２(n=1, …, N)の正のスピーカユニット１２２１と負のスピーカユニット１２２１は、当該正のスピーカユニット１２２１から放音される音と当該負のスピーカユニット１２２１から放音される音が他の座席を利用するユーザには聴きとれないように互いに消去される位置関係で配置されるようにする。
【0070】
以下、図１６に従い帯域分割装置３１０、スピーカシステム３２０の動作について説明する。
【0071】
帯域分割装置３１０は、再生装置１１０が出力した第1音響信号、第2音響信号、…、第2N音響信号を入力とし、第1音響信号の高域の信号である第1高域信号と低域の信号である第1低域信号、第2音響信号の低域の信号である第2低域信号、…、第2N-1音響信号の高域の信号である第2N-1高域信号と低域の信号である第2N-1低域信号、第2N音響信号の低域の信号である第2N低域信号を出力する。より具体的には、第n帯域分割部３１２(n=1, …, N)は、第2n-1音響信号と第2n音響信号を入力とし、第2n-1音響信号の高域の信号である第2n-1高域信号と低域の信号である第2n-1低域信号を生成し、第2n音響信号の低域の信号である第2n低域信号を生成し、第2n-1高域信号、第2n-1低域信号、第2n低域信号を出力する。
【0072】
スピーカシステム３２０は、帯域分割装置３１０が出力した第1高域信号、第1低域信号、第2低域信号、…、第2N-1高域信号、第2N-1低域信号、第2N低域信号を入力とし、第1高域信号に基づく音、第1低域信号に基づく音、第2低域信号に基づく音、…、第2N-1高域信号に基づく音、第2N-1低域信号に基づく音、第2N低域信号に基づく音を放音する。より具体的には、第nスピーカユニットペア３２２(n=1, …, N)は、第2n-1高域信号、第2n-1低域信号、第2n低域信号を入力とし、第2n-1高域信号に基づく音をツイータ３２２１から放音し、第2n-1低域信号に基づく音を正のスピーカユニット１２２１から放音し、第2n低域信号に基づく音を負のスピーカユニット１２２１から放音する。
【0073】
《形態６：音響システム１０６》
音響システム１０４は、ツイータ１２２３が付属するスピーカユニット１２２１を用いることで、高域の音が漏れにくいシステムとなった。ここでは、ツイータが付属するスピーカユニットを用いる代わりに、吸音特性がある部材を用いた、高域の音が漏れにくい音響システムについて説明する。
音響システム１０４は、ツイータ１２２３が付属するスピーカユニット１２２１を用いることで、高域の音が漏れにくいシステムとなった。ここでは、ツイータが付属するスピーカユニットを用いる代わりに、吸音特性がある部材を用いた、高域の音が漏れにくい音響システムについて説明する。
【0074】
以下、図１７を参照して音響システム１０６を説明する。図１７は、音響システム１０６の構成を示すブロック図である。図１７に示すように音響システム１０６は、音響システム１０４と同様、再生装置１１０と、スピーカシステム１２０を含む。しかし、音響システム１０６は、ツイータ１２２３が付属するスピーカユニット１２２１の代わりに、ツイータ１２２３が付属しないスピーカユニット１２２１を用いる点、スピーカユニットペア１２２に部材１２２４が取り付けられている点において、音響システム１０４と異なる。
【0075】
以下、図１７に従い第nスピーカユニットペア１２２(n=1, …, N)の構造について説明する。
【0076】
第nスピーカユニットペア１２２には、第nスピーカユニットペア１２２の正のスピーカユニット１２２１と負のスピーカユニット１２２１から第nユーザ方向と逆方向に放音された音を吸収するための部材１２２４が取り付けられている（図１８参照）。部材１２２４は、高域の音が背面で放射されることを防ぐことができる部材であればどのようなものでもよい。なお、部材１２２４をスピーカユニットペア１２２の背面のみに設置する代わりに、部材１２２４をスピーカユニットペア１２２の正面以外を取り囲むように設置してもよい。
【0077】
《形態７：音響システム１０８》
音響システム１０６は、部材１２２４が取り付けられたスピーカユニット１２２１を用いることで、高域の音が漏れにくいシステムとなった。ここでは、吸音材が取り付けられたスピーカユニットペアを用いる代わりに、スピーカユニットペアのスピーカユニットの各々を穴のあいたスピーカボックスに収納することで、高域の音がもれにくい音響システムについて説明する。
音響システム１０６は、部材１２２４が取り付けられたスピーカユニット１２２１を用いることで、高域の音が漏れにくいシステムとなった。ここでは、吸音材が取り付けられたスピーカユニットペアを用いる代わりに、スピーカユニットペアのスピーカユニットの各々を穴のあいたスピーカボックスに収納することで、高域の音がもれにくい音響システムについて説明する。
【0078】
以下、図１９を参照して音響システム１０８を説明する。図１９は、音響システム１０８の構成を示すブロック図である。図１９に示すように音響システム１０８は、音響システム１０６と同様、再生装置１１０と、スピーカシステム１２０を含む。音響システム１０８は、部材１２２４が取り付けられたスピーカユニットペア１２２の代わりに、スピーカボックス１２２５に収納されたスピーカユニット１２２１を含むスピーカユニットペア１２２を含む点において、音響システム１０６と異なる。
【0079】
以下、図１９に従い第nスピーカユニットペア１２２(n=1, …, N)の構造について説明する。
【0080】
第nスピーカユニットペア１２２の正のスピーカユニット１２２１と負のスピーカユニット１２２１は、それぞれスピーカボックス１２２５に収納されている。なお、スピーカボックス１２２５には、多数の穴があけられている。
【0081】
本発明の実施形態によれば、航空機の座席に着席時に聴こえる騒音を低減することが可能となる。あわせて、スピーカシステムの近傍というごく限られた狭い範囲でのみ聴きとることができる音を再生することが可能となる。
【0082】
＜第５実施形態＞
第４実施形態と異なる部分を中心に説明する。
本実施形態では、４個のスピーカユニットを用いて、騒音低減用音響システムと再生用音響システムとの組み合わせを実現する。なお、再生用音響システムは、前述の通り、スピーカシステムの近傍にいるユーザにのみ再生対象の音響信号に基づく音が聴きとれるように再生する。別の言い方をすると、再生用音響システムは、再生対象の音響信号が座席を利用するユーザ近傍の第一の範囲以外では聴取できないまたは聴取しづらいように放音する。また、騒音低減用音響システムは、前述の通り、座席を利用するユーザの周辺の騒音を低減するための音響システムであり、座席に到来する騒音をキャンセルするキャンセル音によるノイズキャンセルが座席を利用するユーザ近傍の第二の範囲にしか影響を及ぼさないようにキャンセル音を放音する音響システムである。第一の範囲と第二の範囲とは、同一の範囲であってもよいし、異なる範囲であってもよい。例えば、騒音低減用音響システムの第二の範囲をユーザの頭部近傍の狭い範囲とし、再生用音響システムの第一の範囲を第二の範囲を含む座席近傍の範囲としてもよい。
第４実施形態と異なる部分を中心に説明する。
本実施形態では、４個のスピーカユニットを用いて、騒音低減用音響システムと再生用音響システムとの組み合わせを実現する。なお、再生用音響システムは、前述の通り、スピーカシステムの近傍にいるユーザにのみ再生対象の音響信号に基づく音が聴きとれるように再生する。別の言い方をすると、再生用音響システムは、再生対象の音響信号が座席を利用するユーザ近傍の第一の範囲以外では聴取できないまたは聴取しづらいように放音する。また、騒音低減用音響システムは、前述の通り、座席を利用するユーザの周辺の騒音を低減するための音響システムであり、座席に到来する騒音をキャンセルするキャンセル音によるノイズキャンセルが座席を利用するユーザ近傍の第二の範囲にしか影響を及ぼさないようにキャンセル音を放音する音響システムである。第一の範囲と第二の範囲とは、同一の範囲であってもよいし、異なる範囲であってもよい。例えば、騒音低減用音響システムの第二の範囲をユーザの頭部近傍の狭い範囲とし、再生用音響システムの第一の範囲を第二の範囲を含む座席近傍の範囲としてもよい。
【0083】
騒音低減用音響システムと再生用音響システムを組み合わせた音響システムの一例を図２０に示す。図２０は、乗り物の座席のフラットなヘッドレストに設置された音響システムの一例を示す図である。図２０の再生用音響システムのスピーカシステムは、着席したユーザの頭部の後ろにくるように座席のヘッドレスト部分に設置されている。2個のスピーカユニット（つまり、正のスピーカユニット１２２１、負のスピーカユニット１２２１）を含むスピーカユニットペア１２２Ｒは、座席がユーザと対向する方向を正面として、座席の中心から右側に配置される。残りの2個のスピーカユニット（つまり、正のスピーカユニット１２２１、負のスピーカユニット１２２１）を含むスピーカユニットペア１２２Ｌは、座席がユーザと対向する方向を正面として、座席の中心から左側に配置される。スピーカユニットペア１２２Ｒに含まれる正のスピーカユニット１２２１または負のスピーカユニット１２２１が、スピーカユニットペア１２２Ｒに含まれる他方のスピーカユニット１２２１よりも、座席に着席したユーザの右耳に近い位置に配置される。同様に、スピーカユニットペア１２２Ｌに含まれる正のスピーカユニット１２２１または負のスピーカユニット１２２１が、スピーカユニットペア１２２Ｌに含まれる他方のスピーカユニット１２２１よりも、座席に着席したユーザの左耳に近い位置に配置される。
図２０の騒音低減用音響システムのスピーカシステムは、再生用音響システムのスピーカシステムのスピーカユニットを流用する。スピーカユニットペア１２２Ｒに含まれる正のスピーカユニット１２２１または負のスピーカユニット１２２１のうち、座席に着席したユーザの右耳に近い位置に配置されるスピーカユニット１２２１と、スピーカユニットペア１２２Ｌに含まれる正のスピーカユニット１２２１または負のスピーカユニット１２２１のうち、座席に着席したユーザの左耳に近い位置に配置されるスピーカユニット１２２１とを騒音低減用音響システムのスピーカシステムのスピーカユニットとして用いる。
図２１は、図２０の騒音低減用音響システムと再生用音響システムを組み合わせた音響システムが配置されたヘッドレスト部分にカバーをかけ、ユーザの頭部を模したダミーを配置した図である。この例では、ユーザの両耳がヘッドレスト部分の下側に位置するため、スピーカユニットペア１２２Ｒ，１２２Ｌの下側のスピーカユニットを騒音低減用音響システムのスピーカユニットとして流用する。
なお、当該音響システムは、自動車、電車などの航空機の以外の乗り物や、リクライニングチェアなどにも設置することができるし、肩に乗せるなどウェアラブルな形態でも設置することができる。また、再生用音響システムについては、騒音低減用音響システムと同様、ヘッドホンやイヤホンの左右の各ユニットに、上記スピーカユニットペアに相当する、ドライバユニットを２つ並べたドライバユニットペアを設置する構成としてもよい。ヘッドホンは、一般に開放型（オープンエア型）と密閉型（クローズド型）の２つに大別されるが、特に音漏れの心配がある開放型について上記技術を適用すると、音漏れが低減することが期待される。
図２０の騒音低減用音響システムのスピーカシステムは、再生用音響システムのスピーカシステムのスピーカユニットを流用する。スピーカユニットペア１２２Ｒに含まれる正のスピーカユニット１２２１または負のスピーカユニット１２２１のうち、座席に着席したユーザの右耳に近い位置に配置されるスピーカユニット１２２１と、スピーカユニットペア１２２Ｌに含まれる正のスピーカユニット１２２１または負のスピーカユニット１２２１のうち、座席に着席したユーザの左耳に近い位置に配置されるスピーカユニット１２２１とを騒音低減用音響システムのスピーカシステムのスピーカユニットとして用いる。
図２１は、図２０の騒音低減用音響システムと再生用音響システムを組み合わせた音響システムが配置されたヘッドレスト部分にカバーをかけ、ユーザの頭部を模したダミーを配置した図である。この例では、ユーザの両耳がヘッドレスト部分の下側に位置するため、スピーカユニットペア１２２Ｒ，１２２Ｌの下側のスピーカユニットを騒音低減用音響システムのスピーカユニットとして流用する。
なお、当該音響システムは、自動車、電車などの航空機の以外の乗り物や、リクライニングチェアなどにも設置することができるし、肩に乗せるなどウェアラブルな形態でも設置することができる。また、再生用音響システムについては、騒音低減用音響システムと同様、ヘッドホンやイヤホンの左右の各ユニットに、上記スピーカユニットペアに相当する、ドライバユニットを２つ並べたドライバユニットペアを設置する構成としてもよい。ヘッドホンは、一般に開放型（オープンエア型）と密閉型（クローズド型）の２つに大別されるが、特に音漏れの心配がある開放型について上記技術を適用すると、音漏れが低減することが期待される。
【0084】
以下、図２２を参照して音響システム２０００を説明する。図２２は、音響システム２０００の構成を示すブロック図である。音響システム２０００は、騒音低減用音響システムと再生用音響システムを含む。騒音低減用音響システムは、後述する音響システム６００、６１０、６２０とすることができる。一方、再生用音響システムは、後述する音響システム４００、４１０、４２０とすることができる。
【0085】
まず、図２３を参照して、騒音低減用音響システムである音響システム６００について説明する。
図２３に示すように音響システム６００は、制御システム５１０と、消音スピーカシステムを含む。制御システム５１０は、第１実施形態と同様である。消音スピーカシステムは、2個の加算部６０１と、2個のスピーカユニット１２２１を含む。2個のスピーカユニット１２２１は、消音スピーカユニットとして機能する。2個の加算部６０１には、同一の制御信号が入力される。
図２３に示すように音響システム６００は、制御システム５１０と、消音スピーカシステムを含む。制御システム５１０は、第１実施形態と同様である。消音スピーカシステムは、2個の加算部６０１と、2個のスピーカユニット１２２１を含む。2個のスピーカユニット１２２１は、消音スピーカユニットとして機能する。2個の加算部６０１には、同一の制御信号が入力される。
【0086】
以下、2個の消音スピーカユニットを第mスピーカユニット(m=1,2)ともいう。また、第mスピーカユニットがユーザと対向する方向を第mユーザ方向とし、第mスピーカユニットは、第mスピーカユニットから第mユーザ方向に放音される音が第mスピーカユニットから第mユーザ方向と逆方向に放音される音の回り込みにより座席を利用するユーザの頭部に近い箇所では消音されず、ユーザの頭部から遠い箇所では互いに逆位相となる音響信号同士で消音されるよう配置する。ここで、第mユーザ方向とは、第mスピーカユニット１２２１の正面方向のことである。また、第mユーザ方向と逆方向とは、第mスピーカユニット１２２１の背面方向のことである。
【0087】
以下では、図２３に従い消音スピーカシステムの動作について説明する。
【0088】
消音スピーカシステムは、制御システム５１０が出力した制御信号と後述する第m再生部１１２(m=1,2)の出力である第2m-1音響信号または第2m音響信号(図２３では第2m-1音響信号)を入力とし、制御信号と第2m-1音響信号または第2m音響信号に基づく音を放音する。本実施形態では、スピーカユニットペア１２２Ｒに含まれる正のスピーカユニット１２２１が座席に着席したユーザの右耳に近い位置に配置され、スピーカユニットペア１２２Ｌに含まれる正のスピーカユニット１２２１が座席に着席したユーザの左耳に近い位置に配置され、二つの正のスピーカユニット１２２１が騒音低減用音響システムのスピーカシステムのスピーカユニットとして用いられ、消音スピーカシステムは、制御信号と第m再生部１１２の出力である第2m-1音響信号を入力とするものとして、説明する。ただし、座席に着席したユーザの右耳、左耳に近い位置に配置されるスピーカユニットであれば、負のスピーカユニット１２２１を騒音低減用音響システムのスピーカユニットとして用いてもよい。ユーザには元の音響信号とは逆位相の音が聞こえるが、違和感は生じないと考えられる。また、必ずしも座席に着席したユーザの右耳、左耳に近い位置に配置されるスピーカユニットを騒音低減用音響システムのスピーカユニットとしなくともよい。要は、座席に到来する騒音をキャンセルするキャンセル音によるノイズキャンセルが座席を利用するユーザ近傍の第二の範囲にしか影響を及ぼさないようにキャンセル音を放音することができるスピーカユニットであればよい。例えば、図２０のスピーカユニットペア１２２Ｒの上側のスピーカユニットとスピーカユニットペア１２２Ｌの上側のスピーカユニットとを騒音低減用音響システムのスピーカユニットとしてもよいし、図２０のスピーカユニットペア１２２Ｒの上側のスピーカユニットとスピーカユニットペア１２２Ｌの下側のスピーカユニットとを騒音低減用音響システムのスピーカユニットとしてもよいし、図２０のスピーカユニットペア１２２Ｒの下側のスピーカユニットとスピーカユニットペア１２２Ｌの上側のスピーカユニットとを騒音低減用音響システムのスピーカユニットとしてもよい。ただし、座席に着席したユーザの右耳、左耳に近い位置に配置されるスピーカユニットを利用したほうが、第二の範囲にしか影響を及ぼさないようにキャンセル音を放音しやすい。
以下、2個の加算部６０１を第m加算部６０１ともいう(m=1,2)。より具体的には、第m加算部６０１は、制御信号と第2m-1音響信号を入力とし、制御信号と第2m-1音響信号を加算し、制御信号を加算した第2m-1音響信号を出力する。第2m-1スピーカユニット１２２１は、制御信号を加算した第2m-1音響信号を入力とし、制御信号を加算した第2m-1音響信号に基づく音を放音する。
次に、図２３を参照して、再生用音響システムである音響システム４００について説明する。
図２３に示すように音響システム４００は、再生装置１１０と、スピーカシステム１２０を含む。再生装置１１０については、第４実施形態で説明した通りである。ただし、N=2である。スピーカシステム１２０は、第４実施形態で説明したN個のスピーカユニットペア１２２を含み、さらに、N個の加算部６０１を含む。ただし、N=2であり、2個のスピーカユニットペア１２２は、第1スピーカユニットペア１２２、第2スピーカユニットペア１２２である。第nスピーカユニットペア１２２は(n=1,2)、2個のスピーカユニット（つまり、正のスピーカユニット１２２１、負のスピーカユニット１２２１）を含む。正のスピーカユニット１２２１には、負のスピーカユニット１２２１に入力される音響信号と逆位相の音響信号と制御信号を加算した音響信号が入力される。スピーカシステム１２０は、座席を利用するユーザの頭部に近い箇所に設置される（図２１参照）。要は、ユーザの耳付近に音響信号に基づく音が視聴できる領域(回折音が到来し、音響信号に基づく音がキャンセルされない領域であり、上述の第一の範囲)が形成されるように、スピーカシステム１２０が設置されればよい。
以下、2個の加算部６０１を第m加算部６０１ともいう(m=1,2)。より具体的には、第m加算部６０１は、制御信号と第2m-1音響信号を入力とし、制御信号と第2m-1音響信号を加算し、制御信号を加算した第2m-1音響信号を出力する。第2m-1スピーカユニット１２２１は、制御信号を加算した第2m-1音響信号を入力とし、制御信号を加算した第2m-1音響信号に基づく音を放音する。
次に、図２３を参照して、再生用音響システムである音響システム４００について説明する。
図２３に示すように音響システム４００は、再生装置１１０と、スピーカシステム１２０を含む。再生装置１１０については、第４実施形態で説明した通りである。ただし、N=2である。スピーカシステム１２０は、第４実施形態で説明したN個のスピーカユニットペア１２２を含み、さらに、N個の加算部６０１を含む。ただし、N=2であり、2個のスピーカユニットペア１２２は、第1スピーカユニットペア１２２、第2スピーカユニットペア１２２である。第nスピーカユニットペア１２２は(n=1,2)、2個のスピーカユニット（つまり、正のスピーカユニット１２２１、負のスピーカユニット１２２１）を含む。正のスピーカユニット１２２１には、負のスピーカユニット１２２１に入力される音響信号と逆位相の音響信号と制御信号を加算した音響信号が入力される。スピーカシステム１２０は、座席を利用するユーザの頭部に近い箇所に設置される（図２１参照）。要は、ユーザの耳付近に音響信号に基づく音が視聴できる領域(回折音が到来し、音響信号に基づく音がキャンセルされない領域であり、上述の第一の範囲)が形成されるように、スピーカシステム１２０が設置されればよい。
【0089】
なお、第nスピーカユニットペア１２２がユーザと対向する方向を第nユーザ方向(n=1, …, N)とし、第nスピーカユニットペア１２２(n=1, …, N)の正のスピーカユニット１２２１と負のスピーカユニット１２２１は、当該正のスピーカユニット１２２１から第nユーザ方向と逆方向に放音される音と当該負のスピーカユニット１２２１から第nユーザ方向と逆方向に放音される音が回り込みにより第nユーザ方向に伝わるように配置されるようにする。ここで、第nユーザ方向とは、第nスピーカユニットペア１２２の正のスピーカユニット１２２１、負のスピーカユニット１２２１の正面方向のことである。また、第nユーザ方向と逆方向とは、第nスピーカユニットペア１２２の正のスピーカユニット１２２１、負のスピーカユニット１２２１の背面方向のことである。
【0090】
また、第nスピーカユニットペア１２２(n=1,2)の正のスピーカユニット１２２１と負のスピーカユニット１２２１は、当該正のスピーカユニット１２２１から放音される音と当該負のスピーカユニット１２２１から放音される音が他の座席を利用するユーザには聴きとれないように互いに消去される位置関係で配置されるようにする。
【0091】
以下、図２３に従い音響システム４００の動作について説明する。
【0092】
再生装置１１０は、再生対象の音響信号である第1音響信号、第3音響信号を入力とし、第1音響信号、第2音響信号、第3音響信号、第4音響信号を出力する。より具体的には、第n再生部１１２(n=1,2)は、第2n-1音響信号を入力とし、第2n-1音響信号から第2n-1音響信号と逆位相の音響信号である第2n音響信号を生成し、第2n-1音響信号と第2n音響信号を出力する。第2n-1音響信号、第2n音響信号は、それぞれ第n加算部６０１、負のスピーカユニット１２２１に入力される。
第n加算部６０１は、制御信号と第2n-1音響信号を入力とし、制御信号と第2n-1音響信号を加算し、制御信号を加算した第2n-1音響信号を出力する。
第n加算部６０１は、制御信号と第2n-1音響信号を入力とし、制御信号と第2n-1音響信号を加算し、制御信号を加算した第2n-1音響信号を出力する。
【0093】
スピーカシステム１２０は、加算部６０１が出力した制御信号を加算した第1音響信号および第3音響信号、再生装置１１０が出力した第2音響信号および第4音響信号を入力とし、制御信号を加算した第1音響信号に基づく音、第2音響信号に基づく音、制御信号を加算した第3音響信号に基づく音、第4音響信号に基づく音を放音する。より具体的には、第nスピーカユニットペア１２２(n=1,2)は、加算部６０１が出力した制御信号を加算した第2n-1音響信号と第2n音響信号を入力とし、加算部６０１が出力した制御信号を加算した第2n-1音響信号に基づく音を正のスピーカユニット１２２１から放音し、第2n音響信号に基づく音を負のスピーカユニット１２２１から放音する。
【0094】
なお、第nスピーカユニットペア１２２の正のスピーカユニット１２２１から第nユーザ方向に放音された音と第nスピーカユニットペア１２２の正のスピーカユニット１２２１から第nユーザ方向と逆方向に放音された音は、互いに逆位相の関係となる。同様に、第nスピーカユニットペア１２２の負のスピーカユニット１２２１から第nユーザ方向に放音された音と第nスピーカユニットペア１２２の負のスピーカユニット１２２１から第nユーザ方向と逆方向に放音された音は、互いに逆位相の関係となる。
座席に着席したユーザの右耳、左耳に近い位置に配置されるスピーカユニットは、正のスピーカユニット、または、負のスピーカユニットに統一する必要がある。結果として、座席に着席したユーザの右耳、左耳の遠い位置に配置されるスピーカユニットは、負のスピーカユニット、または、正のスピーカユニットに統一される。これは、座席に着席したユーザの右耳、左耳に近い位置に配置されるスピーカユニットが、正のスピーカユニット、または、負のスピーカユニットに統一されていない場合、意図した定位感とは異なる定位感をユーザに与えてしまい、違和感が生じるためである。
このような構成により、制御信号を加算した第2n-1音響信号のうち、制御信号に基づく音により騒音を消去し、近傍エリアの騒音低減を実現する。同時に、制御信号を加算した第2n-1音響信号のうち、第2n-1音響信号は、第2n音響信号と逆位相の関係にあるため、第2n-1音響信号と第2n音響信号に基づく音はスピーカシステム１２０が設置された座席の近傍でのみ音が聴こえ、近傍エリア再生が実現される。例えば、第1音響信号、第3音響信号をそれぞれある音源の右チャネルの音響信号、左チャネルの音響信号とすると、スピーカシステム１２０が設置された座席の近傍でのみステレオの音が聴くことができる。
なお、本実施形態では、右耳用のスピーカユニットと左耳用のスピーカユニットとで、スピーカの個数を同数としているが、異なる個数で実現してもよい。
＜第６実施形態＞
第５実施形態と異なる部分を中心に説明する。
本実施形態では、６個のスピーカユニットを用いて、騒音低減用音響システムと再生用音響システムとの組み合わせを実現する。
座席に着席したユーザの右耳、左耳に近い位置に配置されるスピーカユニットは、正のスピーカユニット、または、負のスピーカユニットに統一する必要がある。結果として、座席に着席したユーザの右耳、左耳の遠い位置に配置されるスピーカユニットは、負のスピーカユニット、または、正のスピーカユニットに統一される。これは、座席に着席したユーザの右耳、左耳に近い位置に配置されるスピーカユニットが、正のスピーカユニット、または、負のスピーカユニットに統一されていない場合、意図した定位感とは異なる定位感をユーザに与えてしまい、違和感が生じるためである。
このような構成により、制御信号を加算した第2n-1音響信号のうち、制御信号に基づく音により騒音を消去し、近傍エリアの騒音低減を実現する。同時に、制御信号を加算した第2n-1音響信号のうち、第2n-1音響信号は、第2n音響信号と逆位相の関係にあるため、第2n-1音響信号と第2n音響信号に基づく音はスピーカシステム１２０が設置された座席の近傍でのみ音が聴こえ、近傍エリア再生が実現される。例えば、第1音響信号、第3音響信号をそれぞれある音源の右チャネルの音響信号、左チャネルの音響信号とすると、スピーカシステム１２０が設置された座席の近傍でのみステレオの音が聴くことができる。
なお、本実施形態では、右耳用のスピーカユニットと左耳用のスピーカユニットとで、スピーカの個数を同数としているが、異なる個数で実現してもよい。
＜第６実施形態＞
第５実施形態と異なる部分を中心に説明する。
本実施形態では、６個のスピーカユニットを用いて、騒音低減用音響システムと再生用音響システムとの組み合わせを実現する。
【0095】
騒音低減用音響システムと再生用音響システムを組み合わせた音響システムの一例を図９に示す。図９は、航空機の座席に設置された音響システムの一例を示す図である。図９の再生用音響システムのスピーカシステムは、着席したユーザの頭部を挟むように座席に設置されており、スピーカユニットペアが左右の耳の近傍にくるように配置されている。2個のスピーカユニット（つまり、正のスピーカユニット１２２１、負のスピーカユニット１２２１）を含むスピーカユニットペア１２２Ｒは、座席がユーザと対向する方向を正面として、座席の中心から右側に配置される。残りの2個のスピーカユニット（つまり、正のスピーカユニット１２２１、負のスピーカユニット１２２１）を含むスピーカユニットペア１２２Ｌは、座席がユーザと対向する方向を正面として、座席の中心から左側に配置される。スピーカユニットペア１２２Ｒに含まれる正のスピーカユニット１２２１または負のスピーカユニット１２２１が、スピーカユニットペア１２２Ｒに含まれる他方のスピーカユニット１２２１よりも、座席に着席したユーザの右耳に近い位置に配置される。同様に、スピーカユニットペア１２２Ｌに含まれる正のスピーカユニット１２２１または負のスピーカユニット１２２１が、スピーカユニットペア１２２Ｌに含まれる他方のスピーカユニット１２２１よりも、座席に着席したユーザの左耳に近い位置に配置される。
一方、騒音低減用音響システムの消音スピーカシステムは、着席したユーザの頭部の後ろにくるように座席に設置されている。座席に着席したユーザの右耳に近い位置に配置される消音スピーカユニット５２２１と、座席に着席したユーザの左耳に近い位置に配置される消音スピーカユニット５２２１とを騒音低減用音響システムの消音スピーカシステムのスピーカユニットとして用いる。
なお、当該音響システムは、自動車、電車などの航空機の以外の乗り物や、リクライニングチェアなどにも設置することができるし、肩に乗せるなどウェアラブルな形態でも設置することができる。また、再生用音響システムについては、騒音低減用音響システムと同様、ヘッドホンやイヤホンの左右の各ユニットに、上記スピーカユニットペアに相当する、ドライバユニットを２つ並べたドライバユニットペアを設置する構成としてもよい。ヘッドホンは、一般に開放型（オープンエア型）と密閉型（クローズド型）の２つに大別されるが、特に音漏れの心配がある開放型について上記技術を適用すると、音漏れが低減することが期待される。
一方、騒音低減用音響システムの消音スピーカシステムは、着席したユーザの頭部の後ろにくるように座席に設置されている。座席に着席したユーザの右耳に近い位置に配置される消音スピーカユニット５２２１と、座席に着席したユーザの左耳に近い位置に配置される消音スピーカユニット５２２１とを騒音低減用音響システムの消音スピーカシステムのスピーカユニットとして用いる。
なお、当該音響システムは、自動車、電車などの航空機の以外の乗り物や、リクライニングチェアなどにも設置することができるし、肩に乗せるなどウェアラブルな形態でも設置することができる。また、再生用音響システムについては、騒音低減用音響システムと同様、ヘッドホンやイヤホンの左右の各ユニットに、上記スピーカユニットペアに相当する、ドライバユニットを２つ並べたドライバユニットペアを設置する構成としてもよい。ヘッドホンは、一般に開放型（オープンエア型）と密閉型（クローズド型）の２つに大別されるが、特に音漏れの心配がある開放型について上記技術を適用すると、音漏れが低減することが期待される。
【0096】
図２４に示すように音響システム６１０は、制御システム５１０と、消音スピーカシステム５２０を含む。制御システム５１０および消音スピーカシステム５２０は、第２実施形態で説明した通りである。ただし、M=2である。消音スピーカシステムの動作についても第２実施形態と同様である。
図２４に示すように音響システム４１０は、再生装置１１０と、スピーカシステム１２０を含む。再生装置１１０およびスピーカシステム１２０は、第４実施形態で説明した通りである。ただし、N=2である。スピーカシステム１２０の動作についても第４実施形態と同様である。ただし、N個のスピーカユニットペア１２２の位置関係、および、正のスピーカユニット１２２１、負のスピーカユニット１２２１の位置関係については、第５実施形態で説明した位置関係とする。
このような構成により、第５実施形態と同様の効果を得ることができる。
＜第７実施形態＞
第５実施形態と異なる部分を中心に説明する。
本実施形態では、３個のスピーカユニットを用いて、騒音低減用音響システムと再生用音響システムとの組み合わせを実現する。
図２４に示すように音響システム４１０は、再生装置１１０と、スピーカシステム１２０を含む。再生装置１１０およびスピーカシステム１２０は、第４実施形態で説明した通りである。ただし、N=2である。スピーカシステム１２０の動作についても第４実施形態と同様である。ただし、N個のスピーカユニットペア１２２の位置関係、および、正のスピーカユニット１２２１、負のスピーカユニット１２２１の位置関係については、第５実施形態で説明した位置関係とする。
このような構成により、第５実施形態と同様の効果を得ることができる。
＜第７実施形態＞
第５実施形態と異なる部分を中心に説明する。
本実施形態では、３個のスピーカユニットを用いて、騒音低減用音響システムと再生用音響システムとの組み合わせを実現する。
【0097】
騒音低減用音響システムと再生用音響システムを組み合わせた音響システムにおけるスピーカユニットの配置例を図２５に示す。図２５は、新幹線の座席のようなフラットなヘッドレストに設置された音響システムの一例を示す図である。図２５の再生用音響システムのスピーカシステムは、着席したユーザの頭部の後ろにくるように座席のヘッドレスト部分に設置されている。2個のスピーカユニット（つまり、正のスピーカユニット１２２１、負のスピーカユニット１２２１）を含むスピーカユニットペア１２２Ｒの正のスピーカユニット１２２１は、座席がユーザと対向する方向を正面として、座席の中心から右側に配置される。スピーカユニットペア１２２Ｒの負のスピーカユニット１２２１は、座席の中心に配置される。なお、座席の中心に配置される負のスピーカユニット１２２１は、スピーカユニットペア１２２Ｌと共用される。残りの1個のスピーカユニットは座席がユーザと対向する方向を正面として、座席の中心から左側に配置され、前述のスピーカユニットペア１２２Ｒの負のスピーカユニット１２２１と共にスピーカユニットペア１２２Ｌを構成する。スピーカユニットペア１２２Ｒおよびスピーカユニットペア１２２Ｌの正のスピーカユニット１２２１が、それぞれ、負のスピーカユニット１２２１よりも、座席に着席したユーザの右耳および左耳に近い位置に配置される。3個のスピーカユニットは、図２５に示すように水平方向に一列に並べてもよいし、3個のスピーカユニットを結ぶとVやΛの字を形作るように並べてもよい。例えば、座席の水平方向の中心または中心近傍に1つのスピーカユニット１２２１が配置され、中心または中心近傍に配置されたスピーカユニット１２２１を垂直方向に通る直線に対して線対称となるように2個のスピーカユニットが配置されればよい。
図２５の騒音低減用音響システムのスピーカシステムは、再生用音響システムのスピーカシステムのスピーカユニットを流用する。スピーカユニットペア１２２Ｒに含まれる正のスピーカユニット１２２１とスピーカユニットペア１２２Ｌに含まれる正のスピーカユニット１２２１を騒音低減用音響システムのスピーカシステムのスピーカユニットとして用いる。
図２５の騒音低減用音響システムのスピーカシステムは、再生用音響システムのスピーカシステムのスピーカユニットを流用する。スピーカユニットペア１２２Ｒに含まれる正のスピーカユニット１２２１とスピーカユニットペア１２２Ｌに含まれる正のスピーカユニット１２２１を騒音低減用音響システムのスピーカシステムのスピーカユニットとして用いる。
【0098】
まず、図２６を参照して、騒音低減用音響システムである音響システム６００について説明する。
図２６に示すように音響システム６２０は、制御システム５１０と、消音スピーカシステムを含む。制御システム５１０は、第１実施形態と同様である。消音スピーカシステムは、第５実施形態と同様である。
次に、図２６を参照して、再生用音響システムである音響システム４２０について説明する。
図２６に示すように音響システム４２０は、再生装置１１０と、スピーカシステム１２０を含む。再生装置１１０については、第５実施形態で説明した通りである。スピーカシステム１２０は、第４実施形態で説明したN個のスピーカユニットペア１２２を含み、さらに、N個の加算部６０１と1個の加算部６２１とを含む。ただし、N=2であり、2個のスピーカユニットペア１２２は、第1スピーカユニットペア１２２、第2スピーカユニットペア１２２である。第nスピーカユニットペア１２２は(n=1,2)、2個のスピーカユニット（つまり、正のスピーカユニット１２２１、負のスピーカユニット１２２１）を含み、互いに負のスピーカユニット１２２１を共用する。
加算部６２１は、第1スピーカユニットペア１２２の正のスピーカユニット１２２１に入力される音響信号と逆位相の音響信号と、第2スピーカユニットペア１２２の正のスピーカユニット１２２１に入力される音響信号と逆位相の音響信号とを入力とし、入力された2つの音響信号を加算し、加算後の音響信号を負のスピーカユニット１２２１に出力する。
図２６に示すように音響システム６２０は、制御システム５１０と、消音スピーカシステムを含む。制御システム５１０は、第１実施形態と同様である。消音スピーカシステムは、第５実施形態と同様である。
次に、図２６を参照して、再生用音響システムである音響システム４２０について説明する。
図２６に示すように音響システム４２０は、再生装置１１０と、スピーカシステム１２０を含む。再生装置１１０については、第５実施形態で説明した通りである。スピーカシステム１２０は、第４実施形態で説明したN個のスピーカユニットペア１２２を含み、さらに、N個の加算部６０１と1個の加算部６２１とを含む。ただし、N=2であり、2個のスピーカユニットペア１２２は、第1スピーカユニットペア１２２、第2スピーカユニットペア１２２である。第nスピーカユニットペア１２２は(n=1,2)、2個のスピーカユニット（つまり、正のスピーカユニット１２２１、負のスピーカユニット１２２１）を含み、互いに負のスピーカユニット１２２１を共用する。
加算部６２１は、第1スピーカユニットペア１２２の正のスピーカユニット１２２１に入力される音響信号と逆位相の音響信号と、第2スピーカユニットペア１２２の正のスピーカユニット１２２１に入力される音響信号と逆位相の音響信号とを入力とし、入力された2つの音響信号を加算し、加算後の音響信号を負のスピーカユニット１２２１に出力する。
【0099】
また、第nスピーカユニットペア１２２(n=1,2)の正のスピーカユニット１２２１と負のスピーカユニット１２２１は、当該正のスピーカユニット１２２１から放音される音と当該負のスピーカユニット１２２１から放音される音が他の座席を利用するユーザには聴きとれないように互いに消去される位置関係で配置されるようにする。
【0100】
以下、図２６に従い音響システム４２０の動作について説明する。
【0101】
再生装置１１０は、再生対象の音響信号である第1音響信号、第3音響信号を入力とし、第1音響信号、第2音響信号、第3音響信号、第4音響信号を出力する。より具体的には、第n再生部１１２(n=1,2)は、第2n-1音響信号を入力とし、第2n-1音響信号から第2n-1音響信号と逆位相の音響信号である第2n音響信号を生成し、第2n-1音響信号と第2n音響信号を出力する。第2n-1音響信号、第2n音響信号は、それぞれ第n加算部６０１、加算部６２１に入力される。
第n加算部６０１は、第５実施形態で説明した通りである。
加算部６２１は、2つの第2n音響信号(n=1,2)を入力とし、2つの音響信号を加算し、加算後の音響信号を負のスピーカユニット１２２１に出力する。なお、加算後の音響信号を混合音響信号ともいう。
第n加算部６０１は、第５実施形態で説明した通りである。
加算部６２１は、2つの第2n音響信号(n=1,2)を入力とし、2つの音響信号を加算し、加算後の音響信号を負のスピーカユニット１２２１に出力する。なお、加算後の音響信号を混合音響信号ともいう。
【0102】
スピーカシステム１２０は、加算部６０１が出力した制御信号を加算した第1音響信号および第3音響信号、加算部６２１が出力した混合音響信号を入力とし、制御信号を加算した第1音響信号に基づく音、制御信号を加算した第3音響信号に基づく音、混合音響信号に基づく音を放音する。より具体的には、第nスピーカユニットペア１２２(n=1,2)は、第n加算部６０１が出力した制御信号を加算した第2n-1音響信号と混合音響信号を入力とし、第n加算部６０１が出力した制御信号を加算した第2n-1音響信号に基づく音を第nスピーカユニットペア１２２の正のスピーカユニット１２２１から放音し、混合音響信号に基づく音を負のスピーカユニット１２２１から放音する。
【0103】
なお、第nスピーカユニットペア１２２の正のスピーカユニット１２２１から第nユーザ方向に放音された音と第nスピーカユニットペア１２２の正のスピーカユニット１２２１から第nユーザ方向と逆方向に放音された音は、互いに逆位相の関係となる。同様に、第nスピーカユニットペア１２２の負のスピーカユニット１２２１から第nユーザ方向に放音された音と第nスピーカユニットペア１２２の負のスピーカユニット１２２１から第nユーザ方向と逆方向に放音された音は、互いに逆位相の関係となる。
このような構成により、制御信号を加算した第2n-1音響信号のうち、制御信号に基づく音により騒音を消去し、近傍エリアの騒音低減を実現する。同時に、制御信号を加算した第2n-1音響信号のうち、第2n-1音響信号は、混合音響信号に含まれる第2n音響信号と逆位相の関係にあるため、第2n-1音響信号と第2n音響信号に基づく音はスピーカシステム１２０が設置された座席の近傍でのみ音が聴こえ、近傍エリア再生を実現する。
このような構成により、制御信号を加算した第2n-1音響信号のうち、制御信号に基づく音により騒音を消去し、近傍エリアの騒音低減を実現する。同時に、制御信号を加算した第2n-1音響信号のうち、第2n-1音響信号は、混合音響信号に含まれる第2n音響信号と逆位相の関係にあるため、第2n-1音響信号と第2n音響信号に基づく音はスピーカシステム１２０が設置された座席の近傍でのみ音が聴こえ、近傍エリア再生を実現する。
【0104】
＜補記＞
上述の本発明の実施形態の記載は、例証と記載の目的で提示されたものである。網羅的であるという意思はなく、開示された厳密な形式に発明を限定する意思もない。変形やバリエーションは上述の教示から可能である。実施形態は、本発明の原理の最も良い例証を提供するために、そして、この分野の当業者が、熟考された実際の使用に適するように本発明を色々な実施形態で、また、色々な変形を付加して利用できるようにするために、選ばれて表現されたものである。すべてのそのような変形やバリエーションは、公正に合法的に公平に与えられる幅にしたがって解釈された添付の請求項によって定められた本発明のスコープ内である。
上述の本発明の実施形態の記載は、例証と記載の目的で提示されたものである。網羅的であるという意思はなく、開示された厳密な形式に発明を限定する意思もない。変形やバリエーションは上述の教示から可能である。実施形態は、本発明の原理の最も良い例証を提供するために、そして、この分野の当業者が、熟考された実際の使用に適するように本発明を色々な実施形態で、また、色々な変形を付加して利用できるようにするために、選ばれて表現されたものである。すべてのそのような変形やバリエーションは、公正に合法的に公平に与えられる幅にしたがって解釈された添付の請求項によって定められた本発明のスコープ内である。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】