JP2013541240A - 音波リフレクタを有する乗物 - Google Patents

Abstract

実施形態は、第１の音波反射特性を有する第１の音波反射部分と第２の音波反射特性を有する第２の部分を有する乗物天井を含み、第１の音波反射部分は、第２の音波反射部分より音波をよく反射し、少なくとも１つのスピーカは、主な音の放射方向が第１の音波反射部分に向けられ、スピーカによって放射されて、第１の音波反射部分によって反射された音波が、乗物内の人によって拡散音として知覚できるように、乗物に配置される、乗物を開示する。
【選択図】図１

Description

本発明は、スピーカによって放射されて、音波リフレクタで反射された音波を、拡散音として知覚できるように、音波リフレクタを含む乗物に関する。

米国特許７，４２４，１２７（Ｂ１）号明細書は、座席のバックレストに、各軸が乗物の座席に座っている人の頭部に実質的に垂直であるように、２つの電子音響トランスデューサまたはスピーカが、一体化され、方位を合わせられる、座席搭載型スピーカを記載する。トランスデューサは、乗物コンパートメント内のヘッドレストの軸方向に放射される、例えば左右のステレオデバイスなどの方向的なオーディオ信号を容易にするために使用される。一体化したスピーカは、主にヘッドレストの軸方向に音波を放射している。乗物の中で座っている搭乗者に、改善されたサラウンド・サウンドを生成して、提供することが、当該米国特許の目的である。

米国特許７，４２４，１２７（Ｂ１）号明細書

対照的に、乗客コンパートメントの拡散音の知覚を生成することが、本発明の目的である。この目的は、請求項１および請求項１４によって定義された発明によって、そして、対応する従属項２〜従属項１３および従属項１５によって、達成されることができる。

本発明のいくつかの実施形態によれば、乗物は、乗物天井、第１の音波反射部分および第２の部分を含む。そこにおいて、第１の音波反射部分は、第２の音波反射部分より音波をよく反射し、そして、少なくとも１つのスピーカは、その乗物において、第１の音波反射部分によって反射される、放射された音波が、結果として乗物の乗客コンパートメント内の拡散音の知覚をもたらすように配置される。第１の音波反射部分は、乗物天井に固定可能な別個の要素であってもよい。

いくつかの実施形態によれば、少なくとも１つのスピーカは、ヘッドレストに、または、乗物の座席のバックレスト若しくは通常のヘッドレストに取り付け可能なスピーカ・ボックスに、一体化されることができる。

本発明の別の態様において、音響処理装置は、乗物のヘッドレストに、または、乗物のバックレスト若しくはヘッドレストに取り付け可能であるスピーカ・ボックスに配置された２つのスピーカのための少なくとも２つの相関のない音響信号を出力するように構成される。無相関器（ｄｅ−ｃｏｒｒｅｌａｔｏｒ）は、２つの出力信号を無相関にさせるために使用されることができる。

図１は、本発明の一実施形態による、乗物天井に音波リフレクタを含む乗物の概略側面図を示す。 図２は、本発明の別の実施形態による、乗物天井に別個の音波リフレクタを含む乗物の別の側面図を示す。 図３は、相関のない音響を生成するために、２つのスピーカを含むヘッドレストの写真を示す。 図４は、本発明の別の実施形態による、２つのスピーカおよびバスレフ管を含むヘッドレストまたはスピーカ・ボックスの写真を示す。 図５は、本発明の一実施形態による、２つの第１の音波反射部分と、少なくとも１つのスピーカを含む、乗物のための対応するヘッドレストとを有する乗物の詳細の別の写真を示す。

添付した図１〜図５を参照して、音波リフレクタで反射される放射された音波が、乗物の搭乗者によって拡散音として知覚できるように、その乗物に配置された音波リフレクタおよびスピーカを有する乗物に関する実施形態の説明がされる。

図１に、本発明の実施形態による乗物の概略側面図が示される。乗物１００は、第１の音波反射部分１０を有する乗物天井５を含む。ここで、第１の音波反射部分１０は、第１の音波反射特性を有する。さらに、乗物天井５は、第２の音波反射特性を有する第２の部分２０を含む。実施形態によれば、第１の音波反射部分１０は、第２の音波反射部分２０より音波をよく反射する。加えて、少なくとも１つのスピーカ５０は、スピーカの主な音の放射方向３０が第１の音波反射部分１０に向けられるように、乗物１００に配置される。その結果、スピーカ５０によって放射される音波は、第１の音波反射部分１０で反射されて、乗物内の人によって拡散音として知覚可能である。

語句「乗物（ｖｅｈｉｃｌｅ）」は、例えば、自動車、バス、列車、航空機、船、地下鉄などを含むことができる。一般に、乗物は、機上、水上、陸上、または地下で人を運ぶことができるいかなる手段であってもよい。第１の音波反射部分は、本願明細書において音波リフレクタとも呼ばれる。

図１に示される模式的な乗物１００は、例えば、前のおよび後ろの座席を有する自動車である。他の乗物において、複数の乗物の座席は、本発明の別の実施形態によって利用可能でありうる。少なくとも１つのスピーカ５０は、例えば、前座席１８に取り付け可能であるヘッドレスト６０に一体化されることができる。第１の音波反射部分１０および第２の部分２０は、乗物天井に、一体的に形成されることができる。両部分、すなわち第１の音波反射部分１０および第２の部分２０は、乗物天井５または少なくとも乗物天井の一部を一体になって形成することができる。第１の音波反射部分１０および第２の部分２０は、第１の音波反射特性が、第２の部分２０の第２の音波反射特性とは異なるように、異なる材質でできていてもよい。第１の音波反射特性は、第１の音波反射部分１０を、第２の部分の第２の音波反射特性より音波をよく反射するものとして示す。第１の音波反射部分１０を放射する音波は、第２の部分２０で反射される音波と比較してより小さい損失で反射されうる。

ヘッドレスト６０に一体化されうるスピーカ５０は、放射された音波が第１の音波反射部分１０で反射されるように、動作中、第１の音波反射部分１０の方向に音波を放射することができる。反射された音波は、拡散音群（ｄｉｆｆｕｓｅｄ ｓｏｕｎｄ ｃｌｏｕｄ）が得られるように、搭乗者のコンパートメントの中で、異なる方向へ向くことができる。これは、放射された音が音波リフレクタ１０で反射される場合、乗物内で座っている人が、改善された拡散音を知覚することができることを意味する。搭乗者が、拡散音群のソース、すなわち少なくとも１つのスピーカの位置を突き止めることは困難でありえる。他の実施形態によれば、スピーカは、主な音の放射方向３０が第１の音波反射部分１０の方向に向けられるように、乗物の異なる場所に配置されることができる。

いくつかの実施形態によれば、第１の音波反射部分のための材料は、例えば、材料、プラスチック、合成物質、木、金属、鋼、金属板、ガラス、石などのうちの１つを含むことができる。第２の部分１０も、例えば、プラスチック、合成物質、金属、布、木、人工繊維、または、乗物天井のための他の適当な材料を含むことができる。第２の部分２０は、第１の音波反射部分より高い吸音係数を有する材料でできていてもよい。実施形態において、第１の音波反射部分は、第２の部分２０に第２の音波特性と異なる第１の音波反射特性を有することができる。第１の音波反射部分１０は、第２の部分より高い音波反射率を有することができる。これは、第１の音波反射部分が、第２の部分より高い音波反射ファクタまたは係数を有することができることを意味する。第２の部分２０は、第１の音波反射部分１０より良い吸音材でありえる。第２の部分は、吸音材を含むことができ、一方、第１の音波反射部分は、第２の部分より高い音響パワー反射係数を有する材料を含むことができる。第２の部分２０は、第１の音波反射部分より強い吸音特性を有することができる。

いくつかの実施形態によれば、第１の音波反射部分１０は、音波が、第２の部分で反射された音波と比較してより小さい損失で、第１の音波反射部分から反射されるように、第２の部分２０の材料より硬い材料でできていることがありえる。第１の音波反射特性を有する第１の音波反射部分１０の硬度は、第２の音波反射特性を有する第２の部分２０の硬度より高くてもよい。

乗物天井５に一体化されうる、または、乗物天井５に固定される別個の要素でありえる第１の音波反射部分１０の形状は、例えば、長方形、円、楕円、三角形、台形、または、多角形でありえる。

いくつかの実施形態によれば、第１の音波反射部分１０の表面は、第２の部分２０の表面とは異なる。第１の音波反射部分および第２の部分は、同じ又は異なる材質でできていることがありえる。しかし、第１の音波反射部分は、いくつかの実施形態によれば、第２の部分より異なる表面を有することができる。第１の音波反射部分および第２の部分の表面の構造は、異なっていてもよい。異なる表面であるため、音波が第１の音波反射部分および第２の部分に入射する場合、第１の音波反射部分は、第２の部分より音波をよく反射することができる。

第１の音波反射部分１０は、５０ｃｍ²〜１０，０００ｃｍ²、１００ｃｍ²〜３，０００ｃｍ²、または、２００ｃｍ²〜１，０００ｃｍ²のサイズを有することができる。いくつかの実施形態において、第１の音波反射部分は、乗物１００の少なくとも１つのスピーカ５０の上方に配置される。これは、音波が第１の音波反射部分１０で反射されるように、少なくとも１つのスピーカ５０が、乗物天井の方向である上方向に音波を放射することができることを意味する。第１の音波反射部分は、乗物天井５に、取り付けられる、固定される、または、一体化されることができる。いくつかの実施形態では、第１の音波反射部分１０は、乗物天井５に固定することができる別個の要素でもよい。第２の部分２０は、周囲の乗物天井でありえる。第１の音波反射部分は、ヘッドレストに、または、乗物の座席のヘッドレスト若しくはバックレストに取り付けられるスピーカ・ボックスに、一体化されるスピーカのまっすぐ上方に取り付けられることができる。動作中、スピーカは、主に、第１の音波反射部分に、音波を上方に放射している。一般に、少なくとも１つのスピーカ５０の主な音の放射方向３０は、放射された音波が、主に第１の音波反射部分１０と衝突するように、第１の音波反射部分１０の方向に向けられることができる。スピーカ５０は、乗物の壁に対して傾けて配置されることができて、主な音の放射方向は、音波リフレクタに向けられうる。

図２において、本発明の一実施形態の乗物の別の概略側面図が示される。この実施形態において、第１の音波反射部分１０は、乗物天井５に取り付けられる別個の要素でありえる。ここで、乗物天井は、第２の部分２０を形成している。第１の音波反射部分１０は、例えば、乗物天井に、機械的に固定されることができる。本願明細書において説明されたように、周囲の乗物天井領域は、第２の部分２０を形成することができる。第１の音波反射部分１０は、例えば、凹面部分で反射される入射音波が、搭乗者のコンパートメント内で異なる方向に反射されるように、少なくとも部分的に形成された凹面である表面を含むことができる。結果として、乗物内の人は、拡散音の知覚を有することができる、すなわち、正確にスピーカの位置を突き止めることができない。音波リフレクタは、長方形形状、および、凹曲面を有することができる。頂点での凹面の音波リフレクタの厚み幅Ｄ、または、乗物天井と頂点１１との間の距離Ｄが、例えば、０．５ｃｍと５ｃｍとの間、例えば約１ｃｍでありえる。音波リフレクタは、例えば、凹にカーブした金属またはプラスチックシートでありえる。ここで、乗物天井から凹面のカーブしたシートの頂点１１または頂端までの距離Ｄは、０．５ｃｍと５ｃｍとの間である。

図３のいくつかの実施形態によれば、スピーカ５０は、乗物の座席のためのヘッドレスト６０に、または、乗物の座席のヘッドレスト若しくはバックレストに取り付けられることができるスピーカ・ボックス７０に一体化されることができる。図３において、ヘッドレスト６０またはスピーカ・ボックス７０は、一つのスピーカから放射される音波がチャンバ２５でミックスされるように、ヘッドレストにおいて、または、スピーカ・ボックスにおいて、より低く配置される、２つのスピーカ５０を含む。チャンバ２５において、より低くされたスピーカによって、相関のない拡散音群を生み出すことができ、搭乗者のコンパートメントに第１の音波反射部分１０を介して反射され、その結果、乗物内の人は、拡散音の知覚を有する。

いくつかの実施形態によれば、乗物１００は、ヘッドレスト６０に、または、スピーカ・ボックス７０に配置される少なくとも２つのスピーカ５０を含むことができる。ここで、スピーカ・ボックスは、少なくとも２つのスピーカによって放射され、第１の音波反射部分１０によって反射された異なる音波が、相関のない音波として知覚可能であるように、乗物の座席のバックレスト又は通常のヘッドレストに取り付けることができる。スピーカ５０は、図３に示されるようにヘッドレストに、または、更なる実施形態によれば、通常のヘッドレスト若しくは乗物の座席に固定することができるスピーカ・ボックスに、より低く配置されることができる。他の実施形態によれば、スピーカは、乗物のヘッドレストにおいて、または、スピーカ・ボックスにおいて、低くされない。少なくとも１つのスピーカ５０は、ヘッドレストまたはスピーカ・ボックス７０において形成されたチャンバ２５に配置されることができる。チャンバは、動作中、スピーカによって主な音の放射方向３０に放射された音波が第１の音波反射部分１０に衝突するように、音響出口開口部を有することができる。図３に示されるように、音響出口開口部は、例えば、チャンバ２５またはスピーカ・ボックスのはずしている頂側壁から成ることができる。

図３において、少なくとも１つのスピーカ５０は、放射された音波が上の方向に逃げることができるように、上部の開いたチャンバ（ｏｐｅｎ ｔｏｐ ｃｈａｍｂｅｒ）２５に配置される。他の実施形態において、音響出口開口部は、例えば、ヘッドレストまたはスピーカ・ボックスの壁の長穴またはホールによって形成されることができる。

図４において、乗物の座席のヘッドレストに配置されるスピーカの別の実施形態が示される。この実施形態において、さらに２つのスピーカ５０ａ，５０ｂは、ヘッドレスト６０に、または、スピーカ・ボックス７０に配置されて、さらに、２つのバスレフ管（ｂａｓｓ−ｒｅｆｌｅｘ−ｔｕｂｅｓ）６５は、ヘッドレスト６０、または、スピーカ・ボックス７０に、一体化される。バスレフ管によって、放射された音響は、より飽和することができる。

少なくとも１つのスピーカ５０は、乗物の音声音響システムの一部でもよい。この種の音声音響システムは、例えば、２つの相関のない音響信号を出力するように構成される音響処理装置を含むことができる。第１の信号は、ヘッドレスト６０の、または、乗物の座席のバックレスト若しくは通常のヘッドレストに取り付けることができるスピーカ・ボックス７０の第１のスピーカ５０ａのためのもので、第２の信号は、ヘッドレスト６０の、または、乗物の座席のバックレスト若しくは通常のヘッドレストに取り付けることができるスピーカ・ボックス７０の第２のスピーカ５０ｂのためのものである。第１および第２の音響信号は、異なる音響信号でありえる。これは、スピーカ５０ａ，５０ｂが、例えば、相関のない音波が、第１の音波反射部分１０の方向に放射されることができるように、上述のチャンバ２５においてミックスされうる異なる音響信号を放射することができる。チャンバ２５は、第２の出力信号とは相関のない第１の出力信号を生成するための無相関器として役割を果たすことができる。無相関器は、より低く配置された第１および第２のスピーカ５０ａおよび５０ｂを含むチャンバによって形成されることができる。一般に、音響処理装置は、第２の出力信号とは相関のない第１の出力信号を生成するための無相関器を更に含むことができる。

図５において、第１の音波反射部分１０ａ，ｂおよび第２の音波反射特性を有する第２の部分２０を有する乗物天井５、および、この実施形態において、ヘッドレスト６０またはスピーカ・ボックス７０に配置される少なくとも１つのスピーカ５０を備えた乗物１００の一部の写真である。スピーカ・ボックス７０は、例えば、乗物の座席１８の通常のヘッドレストに、または、バックレストに、機械的に固定可能でありえる。図５に示される自動車において、音波リフレクタ１０ａは、例えば、第１の前座席の上方に配置され、第２の音波リフレクタ１０ｂは、自動車の第２の前座席の上方に配置される。他の実施形態において、音波リフレクタ１０、または、第１の音波反射部分１０は、乗物の後座席の上方に配置されることができる。他の乗物において、例えば、航空機または船では、乗物天井に配置された複数の第１の音波反射部分がありえる。いくつかの実施形態では、共通の第１の音波反射部分は、複数の乗物の座席に割り当てられうる。各乗物の座席は、例えば、少なくとも１つのスピーカを有するヘッドレストを含むことができる。ここで、スピーカの主な音の放射方向は、共通の第１の音波反射部分１０に向けられる。

本発明の一態様によれば、音響処理装置は、相関のない音響信号、すなわち、ヘッドレストの、または、乗物の座席のヘッドレスト若しくはバックレストに取り付けることができるスピーカ・ボックスの第１のスピーカについての第１の信号、および、ヘッドレストの、または、スピーカ・ボックスの第２のスピーカについての第２の音響信号を出力するように構成される。一般に、乗物１００は、音響処理装置によって、または、異なる音響チャネルを制御する音声音響システムによって制御される複数のスピーカを含むことができる。

本発明の実施形態はまた、ヘッドレスト・スピーカ装置に関する。ヘッドレストおよびその制御における新しいスピーカ装置は、本願明細書において説明される。そして、それは、いくつかの実施形態によれば、小さい空間容積において、例えば、搭乗者コンパートメントまたは車室の三次元の音響再生のためのものである。いくつかの実施形態によれば、２つのスピーカは、座席、例えば乗物の座席のヘッドレストに内蔵される。乗物が４つの座席を含む場合、前座席の２つのヘッドレストは、充分でありえる。スピーカは、乗物の天井へ、上方に放射することができる。

いくつかの実施形態によれば、乗物の天井で、例えば、ヘッドレストの上方では、周囲の通常の乗物天井より硬い領域は、放射された音波のより良い反射を達成するために、取り付けられる。より硬い領域１０は、例えば、プラスチック板でありえる。より硬い領域１０は、本願明細書において、ヘッドレストの上方の乗物天井に取り付けることができる音波リフレクタ１０または第１の音波反射部分１０としても、記載される。音波リフレクタの表面は、拡散音の放射をサポートするために、例えば約１ｃｍ、わずかにカーブした凹面でありえる。音波リフレクタのサイズは、例えば、３４０ｘ１８０ミリメートルでありえる。

他の実施形態によれば、音波リフレクタの領域が、例えば、５０ｃｍ²と１００００ｃｍ²との間、または、１００ｃｍ²と２０００ｃｍ²との間でありえる。音波リフレクタ１０は、例えば、正方形、長方形、円、または、台形の形状を有することができる。ヘッドレストの使用は、後ろにそれほど小さくない容積を備えた十分に大きいスピーカを使用することを可能にする。これは、例えば１５０Ｈｚからの、充分な下限周波数を達成するのに必要である。一人一人、相関のないステレオ信号を再生するために、ヘッドレストにつき２つのスピーカが使用される必要がある。ヘッドレストのスピーカの上方に、両方のスピーカのための１つの共通のチャンバ・スペース９がある。

ヘッドレストにおいて少なくとも４０ｍｍからトップエッジに対してスピーカを低くしたため、結果生じたチャンバ９の両方のスピーカ信号をミックスすること、および、リフレクタ１０を介した部分的に放射することによって、スピーカ５０自体が位置を突き止められることはできず、上側からの所望の拡散音群を得ることができる。これは、音響知覚に関して、ヘッドレストの前の人に、並びに、後座席にいるヘッドレストの後ろの人にもあてはまる。この音響群および三次元の知覚の拡張は、相関のない信号の別の対を介した再生によって、再生空間にある他のスピーカによって達成できる。

実施形態によれば、本願明細書において記載されたように、乗物の座席のヘッドレストまたはスピーカ・ボックスの少なくとも１つのスピーカは、乗物のコンパートメントにおいて割り当てられた更なるスピーカを含む、より大きな音声音響システムの一部でありえる。

Claims (16)

1. 第１の音波反射特性を有する第１の音波反射部分（１０）と第２の音波反射特性を有する第２の部分（２０）を有する乗物天井（５）であって、前記第１の音波反射部分（１０）が、前記第２の音波反射部分（２０）より音波をよく反射する前記乗物天井（５）と、
   主な音の放射方向（３０）が、前記第１の音波反射部分（１０）に向けられ、その結果、少なくとも１つのスピーカ（５０）によって放射され、前記第１の音波反射部分（１０）によって反射された音波が、乗物の中の人によって拡散音として知覚できるように、前記乗物（１００）において配置された前記少なくとも１つのスピーカ（５０）と
   を含むことを特徴とする、乗物（１００）。
2. 前記第１の音波反射部分（１０）は、別個の要素であることを特徴とする、請求項１に記載の乗物（１００）。
3. 前記第１の音波反射部分（１０）は、前記第２の部分（２０）とは異なる材料でできていることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の乗物（１００）。
4. 前記第１の音波反射部分（１０）は、前記第２の部分（２０）の前記材料より硬い材料でできていることを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の乗物（１００）。
5. 前記第１の音波反射部分（１０）は、プラスチック、合成物質、木、金属、鋼、金属板、ガラス、または、石でできていることを特徴とする、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の乗物（１００）。
6. 前記第１の音波反射部分（１０）の表面は、前記第２の部分（２０）の表面とは異なることを特徴とする、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の乗物（１００）。
7. 前記第１の音波反射部分（１０）は、前記乗物（１００）の前記少なくとも１つのスピーカ（５０）の上方に配置されることを特徴とする、請求項１〜請求項６のいずれかに記載の乗物（１００）。
8. 前記乗物（１００）において、前記第１の音波反射部分（１０ａ）は、第１の座席（７０）の上方に配置され、別の第１の音波反射部分（１０ｂ）は、第２の座席（７０）の上方に配置されることを特徴とする、請求項１〜請求項７のいずれかに記載の乗物（１００）。
9. 前記第１の音波反射部分（１０）は、５０ｃｍ²〜１００００ｃｍ²、１００ｃｍ²〜３０００ｃｍ²、または、２００ｃｍ²〜１０００ｃｍ²のサイズを含むことを特徴とする、請求項１〜請求項８のいずれかに記載の乗物（１００）。
10. 前記少なくとも１つのスピーカ（５０）は、主な音の放射方向（３０）に前記少なくとも１つのスピーカによって放射された前記音波が、前記第１の音波反射部分（１０）に衝突するように、音響出口開口部を有するチャンバ（２５）に配置されることを特徴とする、請求項１〜請求項９のいずれかに記載の乗物（１００）。
11. 前記少なくとも１つのスピーカ（５０）は、上部の開いたチャンバ（２５）に配置されることを特徴とする、請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の乗物（１００）。
12. 前記少なくとも１つのスピーカ（５０）は、乗物のためのヘッドレスト（６０）に、または、乗物の座席（１８）のバックレスト（７５）若しくはヘッドレストに取り付けられるスピーカ・ボックス（７０）に、配置されることを特徴とする、請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の乗物（１００）。
13. 少なくとも２つのスピーカ（５０）によって放射され、前記第１の音波反射部分（１０）によって反射された異なる音波が、相関のない音波として知覚できるように、前記乗物のヘッドレスト（６０）に、または、乗物の座席のバックレスト（７５）若しくはヘッドレストに取り付けられるスピーカ・ボックス（７０）に、配置された、前記少なくとも２つのスピーカ（５０）を含むことを特徴とする、請求項１〜請求項１２のいずれかに記載の乗物（１００）。
14. 前記第１の音波反射部分（１０）は、カーブした凹曲面を有し、前記第１の音波反射部分（１０）の頂点（１１）での前記第１の音波反射部分（１０）の厚み幅Ｄ、または、前記乗物天井（５）から前記第１の音波反射部分（１０）の前記頂点（１１）までの距離Ｄは、０．５ｃｍと５ｃｍとの間でありえることを特徴とする、請求項１〜請求項１３のいずれかに記載の乗物（１００）。
15. ヘッドレスト、または、乗物の座席のバックレスト若しくはヘッドレストに取り付けることができるスピーカ・ボックスの第１のスピーカについての第１の信号、および、第２のヘッドレスト、または、乗物の座席のバックレスト若しくはヘッドレストに取り付けることができる第２のスピーカ・ボックスについての第２の音響信号という２つの相関のない音響信号を出力するように構成された、音響処理装置。
16. 第２の出力信号と相関のない第１の出力信号を生成するための無相関器を更に含むことを特徴とする、請求項１５に記載の音響処理装置。