JP7002278B2 - 騒音制御装置および騒音制御方法 - Google Patents

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Description

本発明は、自動車や航空機などの交通機関で用いられる乗り物において、乗員が座っている座席での頭部近傍の騒音を低減する騒音制御装置および騒音制御方法に関する。
従来、特許文献１、非特許文献１または非特許文献２に開示されているように、騒音に対して騒音とは逆位相の音を出力することで能動的に騒音を低減するアクティブ騒音制御が知られている。
特開２００９－４５３０２号公報 特開２００５－１６７３７８号公報 特開平７－１３１８８３号公報 特開平７－１９３９００号公報
Nelson & Elliot, "Active Control of Sound", ACADEMIC PRESS, pp. 195-198. Nelson & Elliot, "Active Control of Sound", ACADEMIC PRESS, pp. 407-409.
しかしながら、上記従来のアクティブ騒音制御では、効果的に騒音を低減できないおそれがある。
本開示は、効果的に騒音を低減することができる騒音制御装置および騒音制御方法を提供する。
本開示の一態様に係る騒音制御装置は、所定の騒音源により騒音環境下にある室内に設置された座席において、前記座席に着座した乗員の頭部近傍の騒音を低減させる騒音制御装置であって、前記座席に設置された体重センサと、前記座席の位置であって、前記座席に着座した前記乗員の頭部近傍の第１の位置に設置された制御スピーカと、前記騒音源からの騒音を検出し、検出した騒音を示す騒音信号を出力する騒音検出器と、前記騒音検出器から出力された前記騒音信号を取得し、前記乗員の頭部の位置近傍における騒音を低減させる制御信号を前記制御スピーカへ出力する制御回路と、それぞれが体重または体重に相関する相関値に応じて異なる値に設定されている複数の制御係数であって、体重が重いほど前記座席の座面からの高さ方向において高くなる位置での騒音を低減させる制御信号を生成するための複数の制御係数を記憶しているメモリと、を備え、前記制御回路は、前記メモリから、前記複数の制御係数のうち、前記体重センサにより検出された前記乗員の前記体重または前記体重に相関する相関値に対応する前記制御係数を読み出し、前記騒音信号と、読み出した前記制御係数とを用いて前記制御信号を生成し、生成した前記制御信号を前記制御スピーカへ出力する。
本開示の一態様に係る騒音制御装置は、所定の騒音源により騒音環境下にある室内に設置された座席において、前記座席に着座した乗員の頭部近傍の騒音を低減させる騒音制御装置であって、前記座席に着座する乗員の乗車券情報または搭乗券情報を取得する取得器と、前記座席の位置であって、前記座席に着座した前記乗員の頭部近傍の第１の位置に設置された制御スピーカと、前記騒音源からの騒音を検出し、検出した騒音を示す騒音信号を出力する騒音検出器と、前記騒音検出器から出力された前記騒音信号を取得し、前記乗員の頭部近傍における騒音を低減させるための制御信号を前記制御スピーカへ出力する制御回路と、それぞれが身長に応じて異なる値に設定されており、対応する身長の乗員が前記座席に着座したときの前記乗員の頭部の位置近傍における騒音を低減させる前記制御信号を生成するための複数の制御係数を記憶しているメモリとを備え、前記制御回路は、前記取得器で取得した前記乗車券情報または前記搭乗券情報から、前記座席に着座する乗員の身長を検出し、前記メモリから、検出した前記乗員の前記身長に対応する前記制御係数を読み出し、前記騒音信号と、読み出した前記制御係数とを用いて前記制御信号を生成し、生成した前記制御信号を前記制御スピーカへ出力する。
なお、これらの全般的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ－ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
本開示における騒音制御装置は、効果的に騒音を低減することができる。
図１は、実施の形態１に係る騒音制御装置の構成の一例を示す図である。 図２は、総務省「平成２７年 国民健康・栄養調査」における＜第１２表 身長・体重の平均値及び標準偏差 - 年齢階級、- 男性・女性＞から抜粋した表である。 図３Ａは、世界保健機関（ＷＨＯ）が規定するボディマス指数（ＢＭＩ）を表す図である。 図３Ｂは、図３Ａを拡大した図である。 図４は、総務省「平成２７年 国民健康・栄養調査」における＜第１５表の１ ＢＭＩの状況 - 年齢階級、肥満度（ＢＭＩ）別、人数、割合 - 総数・男性・女性＞から抜粋した表である。 図５は、総務省「平成２７年 国民健康・栄養調査」における＜第１４表 ＢＭＩの分布 - ＢＭＩの区分、人数、割合 - 総数・男性・女性＞に基づくＢＭＩの区分と当該区分における人数の割合を示すグラフである。 図６は、図３の成人男女に対し、式４を用いて（つまりＢＭＩ＝２３の点線を用いて）体重から身長を求める一例を示す図である。 図７は、実施の形態１に係る騒音制御装置の動作の一例を示すフローチャートである。 図８は、ボディマス指標において、身長に応じてクラス分けした場合の体重で区分すべき検出閾値を示す図である。 図９は、制御スピーカと乗員の耳元の位置との関係を説明するための図である。 図１０は、図９の（ｂ）において、制御スピーカと、身長が１６０ｃｍ、１７０ｃｍおよび１９０ｃｍの乗員の耳元の位置との距離の関係を説明するための図である。 図１１は、図１０において、制御スピーカから、身長が１６０ｃｍ、１７０ｃｍおよび１９０ｃｍの各乗員の耳元への音圧レベルを示す図である。 図１２は、図８に図３での男女別および年代別を示す符号を付した図である。 図１３は、図３にさらに、男女別かつ１３歳～１９歳の各年齢の身長および体重の平均値の点に対応する符号を付した図である。 図１４は、グループＩ～ＩＩＩを考慮した体重のクラス分けを示す図である。 図１５は、実施の形態２に係る騒音制御装置の構成の一例を示す図である。 図１６は、ｅチケットなどに代表される電子搭乗券を読み取る取得器が座席に配置されている構成を示す図である。 図１７は、実施の形態２に係る騒音制御装置の動作の一例を示すフローチャートである。 図１８は、Ｆｉｌｔｅｒｅｄ－Ｘ ＬＭＳ法を用いてアクティブ騒音制御を行う騒音制御装置の構成の一例を示す図である。 図１９は、航空機の客室内の座席に乗員が座っている状態で、騒音を乗員耳元で制御する構成を示している。
（本発明の基礎となった知見）
本発明者は、騒音制御の技術に関し、以下の問題があることを見出した。
仕事または旅行において航空機、鉄道などの交通機関を利用することは至極便利であるが、長時間の移動では、乗員は、飛行騒音、走行騒音などに長く曝されることで不快を感じ、さらには疲労、ストレスなどを蓄積することになる。そこで、乗員に快適な空間を提供することが航空会社などの課題のひとつであり、従来、機体パネルの遮音性能を向上させることなどで乗員への騒音を低減するパッシブ騒音対策を行ってきた。しかし、従来の遮音対策では、機体パネルに対する工夫により機体パネルの遮音性能を向上させるため、乗り物の機体の重量に影響を与えることになり、乗り物を軽量化することで燃費向上させることと両立させようとすれば、低音の騒音に対する遮音効果を十分に得ることは難しかった。また、乗員に潜在的にストレスを感じさせる騒音は、従来のパッシブ騒音対策で低減しやすい高音ではなく、むしろ、低音であり、その点でも低周波騒音の対策は重要視されている。
この低周波騒音に有効な対策手段として、近年、上述したようなアクティブ騒音制御が研究開発されている。アクティブ騒音制御の基本原理は、例えば、非特許文献１に記載されているＦｉｌｔｅｒｅｄ－Ｘ ＬＭＳ法である。Ｆｉｌｔｅｒｅｄ－Ｘ ＬＭＳ法について、図１８を用いて、簡単に説明する。
図１８は、Ｆｉｌｔｅｒｅｄ－Ｘ ＬＭＳ法を用いてアクティブ騒音制御を行う騒音制御装置の構成の一例を示す図である。
図１８に示すように、騒音制御装置１００は、騒音検出器１１０と、制御回路１２０と、制御スピーカ１３０と、集音器１４０とを備える。騒音制御装置１００は、制御スピーカ１３０から出力する。これにより、騒音制御装置１００は、集音器１４０が配置されている位置での騒音を低減する。
騒音検出器１１０は、所定の騒音源からの騒音Ｘを検出し、騒音Ｘを示す騒音信号を制御回路１２０に出力する。騒音検出器１１０は、例えばマイクである。
制御回路１２０は、騒音検出器１１０から騒音信号を取得し、取得した騒音信号に基づいて、騒音源からの騒音Ｘが、集音器１４０が配置されている位置まで伝達経路Ｇを伝播する場合に、当該位置での騒音Ｘを低減する制御信号を生成する。制御回路１２０は、生成した制御信号を制御スピーカ１３０に出力する。制御回路１２０は、さらに、集音器１４０から誤差信号を取得し、誤差信号が小さくなるような制御信号を生成する。制御回路１２０は、例えば、プロセッサ、専用回路などにより実現される。制御回路１２０の制御信号を生成する機能は、ソフトウェアで実現されていてもよいし、ハードウェアで実現されていてもよい。
集音器１４０は、配置されている位置での騒音を集音する集音器であり、例えば、マイクにより実現される。
以下、制御回路１２０の機能について具体的に説明する。
制御回路１２０におけるＦｘフィルタ１２２には、制御スピーカ１３０から集音器１４０までの伝達特性が係数として記録されており、これらの係数は、騒音検出器１１０からの騒音信号に畳み込み処理され、係数更新回路１２３に入力される。
係数更新回路１２３は、この入力された信号と集音器１４０からの誤差信号（出力信号）とに基づいて、誤差信号が最小となるように制御フィルタ１２１の制御係数の更新を行う。係数更新回路１２３による係数更新には、通常、最小二乗法（ＬＭＳ）が用いられる。そして、Ｆｘフィルタ１２２で制御スピーカ１３０から集音器１４０までの伝達特性を補償する。つまり、制御回路１２０は、集音器１４０の誤差信号を繰り返し取得し、取得した誤差信号が前回取得した誤差信号よりも小さくなるように制御係数を調整することを繰り返す。そして、制御回路１２０は、繰り返し調整した制御係数を用いて制御信号を生成し、制御スピーカ１３０から出力させる。これにより、制御回路１２０は、誤差信号を最小化させる制御係数に調整する。
このように、騒音源からの騒音Ｘが伝達経路Ｇを伝播して集音器１４０に到達する場合、制御回路１２０は騒音検出器１１０で騒音Ｘを検出し、検出した騒音Ｘを示す騒音信号に制御フィルタ１２１を用いて処理することにより生成した制御信号を制御スピーカ１３０から出力する。このとき、集音器１４０では、下記の式１に示すような状態を実現できれば、集音器１４０の位置で騒音源による騒音を低減できることになる。
ＷＸＣ＋ＧＸ＝０、Ｗ＝－Ｇ／Ｃ （式１）
なお、式１は周波数領域で表現している。式１に示す制御フィルタＷの特性を具体的に求める手法がＦｉｌｔｅｒｅｄ－Ｘ ＬＭＳ法であり、式２に従って計算され、これを繰り返していくことで理想的には式１の状態に収束していく。なお、式２は時間領域で表現している。
ｗ（ｎ＋１）＝ｗ（ｎ）＋μｒＴ（ｎ）ｅ（ｎ）
ｒ（ｎ）＝ｃＴ（ｎ）ｘ（ｎ） （式２）
［・］Ｔは転置を示す
μは収束定数を示す
ところで、図１８、式１および式２からわかるように、制御スピーカ１３０から集音器１４０までの伝達特性Ｃが制御フィルタＷに影響している。具体的には、Ｆｘフィルタ１２２は、制御スピーカ１３０から集音器１４０までの伝達特性Ｃを係数ｃ（ｎ）として予め測定しておくことで、式２で示される処理を実行できる。すなわち、Ｆｉｌｔｅｒｅｄ－Ｘ ＬＭＳ法は、制御スピーカ１３０から集音器１４０までの伝達特性Ｃが変化しないことを前提に成立している。万が一、制御フィルタＷが収束した（＝制御特性が求まった）後に、制御スピーカ１３０から集音器１４０までの伝達特性Ｃが変化すると所望する効果が得られないこととなる。あるいは異なる表現をすれば、制御スピーカ１３０から集音器１４０までの伝達特性Ｃが変化していなくても、集音器１４０から外れた位置（≠伝達特性Ｃ）では効果が得られないことを示している。
ここで、上記の騒音制御装置１００を用いて、例えば航空機の客室内において、飛行騒音を低減する場合を考えてみる。なお、自動車の車室内の乗員に対する走行騒音の低減であったとしても同様となる。
図１９は、航空機の客室内の座席に乗員が座っている状態で、騒音を乗員耳元で制御する構成を示している。なお、乗員は情報として必要な頭部のみ記載している。
図１９に示す騒音制御装置１００Ａは、騒音検出器１１０で騒音を検出し、検出された騒音を示す騒音信号を制御回路１２０Ａで信号処理し、信号処理後の制御信号を座席８０に設置されている制御スピーカ１３１、１３２で再生する。一方、乗員９０の耳元には集音器１４１、１４２が設置されており、この集音器１４１、１４２において騒音と制御スピーカ１３１、１３２から再生された制御音とが干渉した残差音を検出し、これをエラー信号として制御回路１２０Ａに出力する。制御回路１２０Ａは、集音器１４１、１４２から取得したエラー信号と騒音検出器１１０から取得した騒音信号とに基づいて、座席８０に着座している乗員耳元での騒音を最小化するように制御特性を収束させていく。騒音制御装置１００の制御回路１２０Ａは、この一連の動作を繰り返すことで、乗員耳元での騒音を低減する。
ここで、図１８で示した騒音制御装置１００とは異なり、図１９で示す騒音制御装置１００Ａは、２個の制御スピーカ１３１、１３２と、２個の集音器１４１、１４２とを備える構成である。騒音制御装置１００Ａの制御回路１２０Ａで実行される演算は、式２のＦｉｌｔｅｒｅｄ－Ｘ ＬＭＳ法を基本としてマルチチャンネル化したＭｕｌｔｉｐｌｅ Ｅｒｒｏｒ ＬＭＳ法である。マルチチャンネル化したＭｕｌｔｉｐｌｅ Ｅｒｒｏｒ ＬＭＳ法は、例えば、非特許文献２に示され、制御スピーカ１３１から集音器１４１までの伝達特性と、制御スピーカ１３１から集音器１４２までの伝達特性と、制御スピーカ１３２から集音器１４１までの伝達特性と、制御スピーカ１３２から集音器１４２までの伝達特性との４つの伝達特性を４種類のＦｘフィルタ係数として予め測定している。
ところで、集音器１４１、１４２は、乗員の耳元に設置すると説明したが、実際に乗員が搭乗する場合、常に集音器１４１、１４２を着座している乗員９０の耳につけることは難しい。よって、騒音制御装置１００Ａは、制御回路１２０Ａにおいて制御信号を生成するための制御係数を算出するときに一時的に集音器１４１、１４２を使用し、制御係数の算出後には、集音器１４１、１４２を使用せずに、制御係数を固定値として制御信号を生成すれば、この問題を解決できる。
しかし、一方で、上記のように一時的に集音器１４１、１４２を用いて算出した制御係数を固定値として利用する場合、上記制御係数を算出したときとは異なる身長の乗員が搭乗するときに別の問題が発生する。例えば、上記制御係数を求めたときの乗員よりも背の高い乗員が着座した場合、その乗員の耳の位置は、上記制御係数を算出したときに配置した集音器１４１、１４２の位置よりも高い位置になる。このため、上記制御係数を固定値として利用する方式では、予め制御係数を算出したときの乗員と異なる身長の乗員には、十分な騒音低減の効果が得られない。
このような問題を解決するための従来例について、特許文献１を用いて説明する。特許文献１は、騒音制御ではなく、音声再生を行う装置について開示されているが、座席に設置されたスピーカを用いて座席に座る乗員の身長に応じて適切な音響効果を実現するという目的において同じである。すなわち、身長に応じた適切な音響効果とは、特許文献１では快適な音響空間となっており、特許文献１には具体的な記載はないが、ナビゲーションシステムの音声案内の明瞭化やオーディオ再生時の立体音響などが快適な音響空間例と考えられる。
このように、特許文献１の技術では、ヘッドレストの位置に応じて、乗員の身長を推定し、推定した乗員の身長に応じてスピーカの向きを変更すると共に、再生音圧を補正することで、乗員毎に快適な音響空間の提供を図っている。しかしながら、自動車に限らず、乗り物の座席には、軽量化などのためにそれほどサイズ余裕があるわけではないため、座席内に配置されているスピーカの向きを変更する機構を設けることは難しい。
また、騒音制御のためのスピーカでは、主に低周波騒音を制御する必要があるため、特に低音の再生能力が求められる。このため、大きな振動板、および、当該振動板を十分に振動させるため大きな磁気回路部を備えるスピーカユニットを採用することが要求される。このように、低音の再生能力を十分に実現するために、スピーカユニットは大型化することとなる。さらに、低音の再生能力の実現のために、大きなスピーカユニットに加えてある程度（例えば１リットル）以上の容積を有するスピーカボックスが必要となる。つまり、このように大きなスピーカの向きを座席の内部において変更することを実現することを考慮すると、座席の内部の空間をスピーカの向きを変更する分だけの大きな空間とする必要があり、また、スピーカの向きを変更する機構も座席の内部に設ける必要がある。しかしながら、この構成では、座席のサイズを大きくする、スピーカの大きさを大きくする、およびスピーカの向きを変更する機構を設けることで、重量が大きくなる。このため、この構成を乗り物に採用すると、重量化するため、燃費が悪くなってしまう。
さらに、特許文献１では、ヘッドレストの位置によって乗員身長を測定する構成としているが、例えば航空機の座席には、ヘッドレストが座席本体と別構成となっているものはほとんど無いため身長測定には使用できない。
また、特許文献１の従来例として記載されている特許文献２ではスピーカが座席内に収納されていないという課題がある。また、特許文献３および４では複数のセンサが必要という課題がある。
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る騒音制御装置は、所定の騒音源により騒音環境下にある室内に設置された座席において、前記座席に着座した乗員の頭部近傍の騒音を低減させる騒音制御装置であって、前記座席に設置された体重センサと、前記座席の位置であって、前記座席に着座した前記乗員の頭部近傍の第１の位置に設置された制御スピーカと、前記騒音源からの騒音を検出し、検出した騒音を示す騒音信号を出力する騒音検出器と、前記騒音検出器から出力された前記騒音信号を取得し、前記乗員の頭部の位置近傍における騒音を低減させる制御信号を前記制御スピーカへ出力する制御回路と、それぞれが体重または体重に相関する相関値に応じて異なる値に設定されている複数の制御係数であって、体重が重いほど前記座席の座面からの高さ方向において高くなる位置での騒音を低減させる制御信号を生成するための複数の制御係数を記憶しているメモリと、を備え、前記制御回路は、前記メモリから、前記複数の制御係数のうち、前記体重センサにより検出された前記乗員の前記体重または前記体重に相関する相関値に対応する前記制御係数を読み出し、前記騒音信号と、読み出した前記制御係数とを用いて前記制御信号を生成し、生成した前記制御信号を前記制御スピーカへ出力する。
これにより、着座した乗員の体重または体重に相関する相関値に対応する制御係数を用いて乗員の頭部の位置を考慮した制御信号を生成できるため、着座する乗員の頭部の位置において効果的に騒音を低減することができる。
また、さらに、前記体重センサで検出された前記乗員の前記体重に応じて当該乗員の身長を予測する身長予測器を備え、前記メモリは、前記相関値としての身長に応じて予め設定されている前記複数の制御係数を記憶しており、前記制御回路は、前記制御係数の読み出しにおいて、前記複数の前記制御係数のうち、前記身長予測器において予測された前記乗員の前記身長に対応する前記制御係数を読み出してもよい。
これにより、着座した乗員の体重から乗員の身長を予測し、予測した身長から当該乗員の頭部の位置を推定することで、当該頭部の位置に応じた制御係数を用いて制御信号が生成されるため、着座する乗員の頭部の位置において効果的に騒音を低減することができる。
また、前記身長予測器は、前記体重センサで検出された前記乗員の前記体重とボディマス指標（ＢＭＩ）とを用いて前記乗員の前記身長を予測してもよい。
これにより、乗員の体重から乗員の身長を効果的に予測することができる。
また、前記身長予測器は、前記ボディマス指標のうちＢＭＩ＝２３である身長および体重の関係において、前記体重センサで検出された前記乗員の前記体重に対応付けられている身長を特定することで前記乗員の前記身長を予測してもよい。
これにより、乗員の体重から乗員の身長を効果的に予測することができる。
また、前記身長予測器は、前記制御信号を前記制御スピーカへ出力する制御を行う制御対象とする乗員の身長を第１身長以上第２身長以下の長さの身長範囲の身長であるとし、前記身長範囲をＮ個の分割範囲に分割するとき、前記Ｎ個の分割範囲それぞれの長さが制御対象周波数の上限における波長の１／４と等しいことを満たすときのＮを特定し、前記ボディマス指標のうちＢＭＩ＝２３である身長および体重の関係において、前記Ｎ個の分割範囲の複数の境界値それぞれに対応付けられている複数の体重で区切られるＮ個の体重範囲のうち、取得した前記乗員の体重が含まれる体重範囲に対応する身長の前記分割範囲において、当該分割範囲の中心値を前記身長として特定してもよい。
これにより、制御対象となる周波数の上限における波長の１／４内にある制御係数を同じ値にまとめることができるのでメモリに記憶させる制御係数の数を削減することができる。また、制御対象とする乗員の身長に、上限値および下限値を設けることにより、騒音低減の効果が小さい身長の乗員には騒音低減の制御を行わないため、制御対象外の乗員に対して不適切な制御を防止でき、かつ、制御スピーカの破損を防止することができる。
また、前記身長予測器は、前記ボディマス指標のうちＢＭＩ＝２３である身長および体重の関係を用いて、乗員の身長１５５ｃｍと体重５５ｋｇとの第１対応関係、身長１６５ｃｍと体重６２．５ｋｇとの第２対応関係、身長１７５ｃｍと体重７０．５ｋｇとの第３対応関係、および、身長１８５ｃｍと体重７８．５ｋｇとの第４対応関係を用いて、前記体重センサから取得した前記体重が５５ｋｇ以上６２．５ｋｇ未満の場合、前記第１対応関係における身長と前記第２対応関係における身長との中心値１６０ｃｍを前記身長として特定し、前記体重センサから取得した前記体重が６２．５ｋｇ以上７０．５ｋｇ未満の場合、前記第２対応関係における身長と前記第３対応関係における身長との中心値１７０ｃｍを前記身長として特定し、前記体重センサから取得した前記体重が７０．５ｋｇ以上７８．５ｋｇ未満の場合、前記第３対応関係における身長と前記第４対応関係における身長との中心値１８０ｃｍを前記身長として特定してもよい。
これにより、乗員の身長に応じて適切に騒音を低減することができ、かつ、メモリに記憶させる制御係数の数を削減することができる。
また、前記身長予測器は、前記ボディマス指標のうちＢＭＩ＝１８．５である身長および体重の関係を用いて、乗員の身長１５５ｃｍと体重４４ｋｇとの第５対応関係と、前記ボディマス指標のうちＢＭＩ＝２３である身長および体重の関係を用いて、乗員の身長１６０ｃｍと体重５９ｋｇとの第６対応関係と、前記ボディマス指標のうちＢＭＩ＝２５である身長および体重の関係を用いて、乗員の身長１７０ｃｍと体重７２ｋｇとの第７対応関係、および、身長１８０ｃｍと体重８１ｋｇとの第８対応関係とを用いて、前記体重センサから取得した前記体重が４４ｋｇ以上５９ｋｇ未満の場合、前記第６対応関係における身長１６０ｃｍを前記身長として特定し、前記体重センサから取得した前記体重が５９ｋｇ以上７２ｋｇ未満の場合、前記第７対応関係における身長１７０ｃｍを前記身長として特定し、前記体重センサから取得した前記体重が７２ｋｇ以上８１ｋｇ未満の場合、前記第８対応関係における身長１８０ｃｍを前記身長として特定してもよい。
これにより、乗員の身長に応じて適切に騒音を低減することができ、かつ、メモリに記憶させる制御係数の数を削減することができる。
また、前記制御回路は、前記体重センサから取得した前記体重が予め決められた閾値未満である場合、前記制御信号を前記制御スピーカへ出力しなくてもよい。
また、前記制御回路は、前記体重センサから取得した前記体重が予め決められた閾値未満である場合、動作を停止、あるいは、シャットダウンしてもよい。
また、前記閾値は、４０ｋｇであってもよい。
これによれば、騒音低減の効果が小さい身長の乗員には、騒音低減の制御を行わないため、御対象外の乗員に対して不適切な制御を防止でき、かつ、制御スピーカの破損を防止することができる。また、消費エネルギーを低減することができる。
また、本発明の一態様に係る騒音制御装置は、所定の騒音源により騒音環境下にある室内に設置された座席において、前記座席に着座した乗員の頭部近傍の騒音を低減させる騒音制御装置であって、前記座席に着座する乗員の乗車券情報または搭乗券情報を取得する取得器と、前記座席の位置であって、前記座席に着座した前記乗員の頭部近傍の第１の位置に設置された制御スピーカと、前記騒音源からの騒音を検出し、検出した騒音を示す騒音信号を出力する騒音検出器と、前記騒音検出器から出力された前記騒音信号を取得し、前記乗員の頭部近傍における騒音を低減させるための制御信号を前記制御スピーカへ出力する制御回路と、それぞれが身長に応じて異なる値に設定されており、対応する身長の乗員が前記座席に着座したときの前記乗員の頭部の位置近傍における騒音を低減させる前記制御信号を生成するための複数の制御係数を記憶しているメモリとを備え、前記制御回路は、前記取得器で取得した前記乗車券情報または前記搭乗券情報から、前記座席に着座する乗員の身長を検出し、前記メモリから、検出した前記乗員の前記身長に対応する前記制御係数を読み出し、前記騒音信号と、読み出した前記制御係数とを用いて前記制御信号を生成し、生成した前記制御信号を前記制御スピーカへ出力する。
これにより、着座した乗員の乗車券情報または搭乗券情報から検出した身長に応じた制御係数を用いて制御信号が生成されるため、着座する乗員の頭部の位置において効果的に騒音を低減することができる。
また、前記制御回路は、前記身長の検出において、前記取得器で取得した前記乗車券情報または前記搭乗券情報から前記座席に着座する乗員の年齢および性別を検出し、検出した年齢および性別から前記乗員の前記身長を予測することで前記身長を検出してもよい。
また、前記制御回路は、前記身長の予測において、男女それぞれの年齢毎の平均身長表を用いて、前記身長の検出において検出した前記乗員の年齢および性別が前記平均身長表において対応付けられている平均身長を特定することで、前記乗員の前記身長を予測してもよい。
これにより、着座した乗員の乗車券情報または搭乗券情報から検出した年齢および性別から身長を予測し、予測した身長に応じた制御係数を用いて制御信号が生成されるため、着座する乗員の頭部の位置において効果的に騒音を低減することができる。また必要最低限の乗員情報のみを取り扱うため、個人情報保護の観点から望ましい。
また、前記制御回路は、前記取得器が設置された座席と、前記取得器で取得した前記乗車券情報または前記搭乗券情報で対応付けられている座席とが異なる場合、前記取得器が設置された前記座席における動作を停止、あるいは、シャットダウンしてもよい。
このため、着座した乗員の乗車券情報または搭乗券情報で対応付けられている座席が異なっている場合、乗員が間違った座席に着座していると判定し、騒音低減の操作を行わないため、御対象外の乗員に対して不適切な制御を防止でき、かつ、制御スピーカの破損を防止することができる。また、消費エネルギーを低減することができる。
また、前記制御回路は、前記取得器が設置された座席と、前記取得器で取得した前記乗車券情報または前記搭乗券情報で対応付けられている座席とが異なる場合、警告音、または、間違った座席に着座していることを指摘する音声案内を前記制御スピーカから出力させ、前記取得器が設置された座席と、前記取得器で取得した前記乗車券情報または前記搭乗券情報で対応付けられている座席とが同じ場合、正常な座席に着座していることを示す受付音、または、お礼もしくは挨拶の音声案内を前記制御スピーカから出力させてもよい。
このため、乗員に着座した座席が間違っていること、または、乗員に着座した座席が正しいを知らせることができる。これにより、乗員に正しい座席に着座させることを促すことができる。
また、さらに、前記座席の位置であって、前記座席に着座した前記乗員の頭部近傍の前記第１の位置とは異なる第２の位置に設置され、前記第２の位置における騒音を集音する集音器を備え、前記制御回路は、さらに、前記集音器の出力信号を繰り返し取得し、前記制御信号の生成において、前記頭部の位置近傍における騒音を低減させる前記制御信号であって、取得した前記出力信号が最小になるように前記制御係数を調整し、調整した前記制御係数を用いて前記制御信号を繰り返し生成してもよい。
これにより、乗員の身長毎に制御係数を漏れなくメモリに記憶させておくことができる。
以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。本発明は、特許請求の範囲だけによって限定される。
よって以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、本発明の課題を達成するのに必ずしも必要ではないが、より好ましい形態を構成するものとして説明される。
（実施の形態１）
［１－１．騒音制御装置の構成］
実施の形態１に係る騒音制御装置１の構成について説明する。
図１は、実施の形態１に係る騒音制御装置の構成の一例を示す図である。
図１に示すように、騒音制御装置１は、図１７で示した騒音制御装置１００Ａと同様に、座席８０に設置した制御スピーカ３１、３２から制御音を再生することにより、制御点である集音器４１、４２が配置されている位置での騒音を低減する。
騒音制御装置１は、騒音検出器１０と、制御回路２０と、制御スピーカ３１、３２と、メモリ５０と、体重センサ６０と、身長予測器７０とを備える。騒音制御装置１は、さらに、集音器４１、４２を備えていてもよい。
騒音検出器１０は、所定の騒音源２００からの騒音を検出し、騒音を示す騒音信号を制御回路２０に出力する。騒音検出器１０は、所定の騒音源２００の近傍に配置され、所定の騒音源２００の近傍において所定の騒音源２００で発生した騒音を検出する。所定の騒音源２００は、例えば、自動車または航空機のエンジンである。この場合、騒音検出器１０は、自動車または航空機のエンジンの近傍の位置に配置される。騒音検出器１０は、例えば、マイクにより実現される。
また、所定の騒音源２００は、例えば、エンジンの振動、路面からの車体振動、および車体と空気との摩擦などによる振動などのさまざまな振動が混合して車体を複雑に伝播してきた、所謂、走行騒音のような発生位置が不明確なものであってもよい。このような走行騒音など発生源が不明確な騒音源の場合、騒音検出器１０の位置は、騒音を低減させる位置である制御点の騒音と比較的相関性の高い場所であればよく、制御点周囲の複数箇所であってもよい。なお、図１では説明を簡単にするために、１つの騒音源としている。
制御回路２０は、騒音検出器１０から騒音信号を取得し、座席８０に着座している乗員９０の頭部の位置近傍における騒音を低減させる制御信号を、制御スピーカ３１、３２へ出力する。制御回路２０は、例えば、プロセッサ、専用回路などにより実現される。制御回路２０の制御信号を生成する機能は、ソフトウェアで実現されていてもよいし、ハードウェアで実現されていてもよい。
制御スピーカ３１、３２は、座席８０の位置であって、座席に８０に着座した乗員の頭部近傍の第１の位置に設置される。制御スピーカ３１、３２は、制御回路２０により出力された制御信号に応じた制御音を出力する。
制御スピーカ３１、３２から出力された制御音は、集音器４１、４２が設置されている制御点において、所定の騒音源２００から伝播してきた騒音と干渉する。このため、集音器４１、４２は、制御音と騒音との制御点における差分を検出し、検出した差分をエラー信号として制御回路２０に出力する。集音器４１、４２は、制御スピーカ３１、３２が配置されている第１の位置とは異なる第２の位置に配置される。集音器４１、４２は、例えばマイクにより実現される。
制御回路２０は、図１８で説明したＦｉｌｔｅｒｅｄ－Ｘ ＬＭＳ法または図１９で説明したＭｕｌｔｉｐｌｅ Ｅｒｒｏｒ ＬＭＳ法に基づき、エラー信号を最小化するように制御特性を収束させる制御を行う。つまり、制御回路２０は、制御回路１２０または制御回路１２０Ａと同様の制御を行う。この結果、集音器４１、４２が配置されている制御点での騒音は、低減されることとなる。
ところで、座席８０に着座した乗員９０に対する騒音の低減効果をより向上させるためには、制御点を着座した乗員９０の耳元にすることであり、すなわち、集音器４１、４２を着座した乗員９０の耳元に設置することである。
ここで、図１９で説明したように、制御回路２０の制御特性を求めたときの集音器４１、４２の位置、すなわち乗員９０の耳元と異なる位置に耳元が来る乗員、つまり乗員９０とは異なる身長の乗員が座席８０に着座する場合、乗員９０とは異なる身長の乗員への騒音を効果的に低減することができない。場合によっては、乗員９０に効果的な制御音を出力するため、乗員９０とは異なる身長の乗員への騒音を増加させてしまうという逆効果を与える可能性もある。
ところで、航空機、鉄道車両など多人数が乗車する交通機関において使用される乗り物において、エネルギー（燃料）を有効活用するためには、全体の総使用エネルギーを許容範囲内に抑えることが不可欠である。そのため、１つ１つの座席における細かな省エネルギー対策の積み重ねが重要となる。例えば、乗員のいない座席では不要な電力を使用しないことが考えられる。この考えを騒音制御装置１に適用すると、騒音制御装置１は、乗員のいない座席８０においては騒音制御を行わない、すなわち、その座席８０に設置されている制御スピーカ３１、３２から制御信号を再生しないことで消費エネルギーを低減することが考えられる。具体的には、制御回路２０は、制御信号を制御スピーカ３１、３２に出力しないことで、制御スピーカ３１、３２から制御信号を再生しないことを実現してもよい。また、制御回路２０は、動作を停止し、制御回路２０の電源を切る、つまり、シャットダウンすることで、制御スピーカ３１、３２から制御信号を再生しないことを実現してもよい。制御回路２０は、電源を切ることで、効果的に消費電力を低減することができる。
ここで、制御回路２０は、座席８０に設けられた体重センサ６０を用いて、座席８０に乗員９０が座っているか否かを判断する。例えば、体重センサ６０が予め定められた閾値未満の体重を検出している第１状態では、制御回路２０の電源が切れた状態に制御され、体重センサ６０が予め定められた閾値以上の体重を検出している第２状態では、制御回路２０の電源が投入された状態に制御される。つまり、体重センサ６０が第１状態から第２状態に移行した場合、制御回路２０の電源が投入され、体重センサ６０が第２状態から第１状態に移行した場合、制御回路２０の電源が切断される。よって、体重センサ６０が第１状態のままである場合、制御回路２０の電源は切れたままとなり、体重センサ６０が第２状態のままである場合、制御回路２０の電源は投入されたままとなる。なお、予め定められた閾値は、例えば、４０ｋｇである。
なお、制御回路２０は、電源が切断されても体重センサ６０の状態を監視する監視回路を含み、監視回路により制御回路２０の電源が制御されてもよい。この場合、制御回路２０は、電源が切断されても監視回路の監視制御のみに電力が消費される。また、監視回路は、制御回路２０に含まれるのではなく、制御回路２０とは別に設けられていてもよい。制御回路２０は、複数の座席８０のそれぞれに対応して複数設けられている場合、１つの監視回路が、複数の座席８０のそれぞれに設けられる体重センサ６０の検出結果に基づいて、複数の制御回路２０の電源のオンオフを制御してもよい。
なお、上述したように、制御回路２０の電源をオンオフするのではなく、制御回路２０は、制御信号を生成しないように、制御スピーカ３１、３２を駆動するためのアンプ部または制御信号を生成する信号処理部などの動作を停止することで、消費電力の低減を図ってもよい。
ここで、乗員の耳元の位置を推定するために、省電力のために用いる体重センサ６０の出力信号を利用することが考えられる。つまり、制御回路２０は、身長予測器７０により体重センサ６０で検出した乗員９０の体重から予測された乗員９０の身長を用いて、予測した身長に対応付けられている制御係数をメモリ５０から読み出し、読み出した制御係数を用いて制御信号を生成する。
ここで、身長予測器７０は、体重センサ６０により検出された乗員の体重に応じて当該乗員の身長を予測する。身長予測器７０は、プロセッサ、所定のプログラムが格納されているメモリなどにより実現されてもよいし、専用回路により実現されてもよい。
メモリ５０は、それぞれが体重または体重に相関する相関値に応じて異なる値に設定されている複数の制御係数であって、体重が重いほど座席８０の座面からの高さ方向において高くなる位置での騒音を低減させる制御信号を生成するための複数の制御係数を記憶している。メモリ５０は、例えば、相関値としての身長に応じて予め設定されている複数の制御係数を記憶している。
制御回路２０は、メモリ５０から、複数の制御係数のうち、体重センサ６０により検出された乗員の体重に相関する相関値、具体的には、身長予測器７０において予測された乗員９０の身長に対応する制御係数を読み出す。そして、制御回路２０は、騒音検出器１０により出力された騒音信号と、読み出した制御係数とを用いて制御信号を生成し、生成した制御信号を制御スピーカ３１、３２へ出力する。
この技術ポイントとなる、制御回路２０による体重からの身長の予測方法について、以下に説明する。
図２は、総務省「平成２７年 国民健康・栄養調査」における＜第１２表 身長・体重の平均値及び標準偏差 - 年齢階級、- 男性・女性＞から抜粋した表である。ここで、航空機を想定すると、通常１２歳以上から大人料金となる。このため、図２では、例えば１２歳を対象年齢下限とし、２０歳代、３０歳代、４０歳代、５０歳代、６０歳代の平均身長および平均体重を男女別で抽出し、男性は、各年代別に、それぞれ、Ｍ１２、Ｍ２０、Ｍ３０、Ｍ４０、Ｍ５０、Ｍ６０という符号で表し、女性は、各年代別に、それぞれ、Ｗ１２、Ｗ２０、Ｗ３０、Ｗ４０、Ｗ５０、Ｗ６０という符号で表す。なお、身長と体重の小数点第一位を四捨五入すると、Ｗ２０とＷ３０とは同じといえる。つまり、２０歳代女性および３０歳代女性の身長および体重は変わらない。
図３Ａは、世界保健機関（ＷＨＯ）が規定するボディマス指数（ＢＭＩ）を表す図である。図３Ｂは、図３Ａを拡大した図である。図３Ａおよび図３Ｂには、上記男女別および年代別の符号が対応する身長および体重の平均値の点に付されている。
これからわかるように、男女共に１２歳は、普通（Ｎｏｒｍａｌ ｒａｎｇｅ）の下限（ＢＭＩ＝１８．５）付近に位置するが、２０～６０歳代は、男女共に普通（Ｎｏｒｍａｌ ｒａｎｇｅ）内に収まっている。普通（Ｎｏｒｍａｌ ｒａｎｇｅ）内の点線はＢＭＩ＝２３である身長および体重の関係を示している。２０歳代以上の成人男性はＢＭＩ＞２３（点線の右側）に分布しており、２０歳代以上の成人女性は逆にＢＭＩ＜２３（点線の左側）に分布している。これにより、年齢と性別とを押し並べて見れば、ＢＭＩ＝２３が標準と考えられる。
図４は、総務省「平成２７年 国民健康・栄養調査」における＜第１５表の１ ＢＭＩの状況 - 年齢階級、肥満度（ＢＭＩ）別、人数、割合 - 総数・男性・女性＞から抜粋した表である。
図４によれば、年齢および男女を問わず、普通（Ｎｏｒｍａｌ ｒａｎｇｅ）内に収まっている割合は約７割であることが分かる。
図５は、総務省「平成２７年 国民健康・栄養調査」における＜第１４表 ＢＭＩの分布 - ＢＭＩの区分、人数、割合 - 総数・男性・女性＞に基づくＢＭＩの区分と当該区分における人数の割合を示すグラフである。
図５によれば、男女とも普通（Ｎｏｒｍａｌ ｒａｎｇｅ）内に分布が固まっていることがわかる。
つまり、図４および図５からも、図３ＡのＢＭＩ＝２３の点線を標準とすることに大きな問題はないと考えられる。
ここでＢＭＩは、下記のように式３で定義されている。
ＢＭＩ＝ｗ／ｈ２ （式３）
ｗ：体重〔ｋｇ〕
ｈ：身長〔ｍ〕
よって、ＢＭＩ＝２３の場合の身長は、体重がわかれば式１に基づいて下記の式４から求めることができる。
Figure 0007002278000001
図６は、図３Ａの成人男女に対し、式４を用いて（つまりＢＭＩ＝２３の点線を用いて）体重から身長を求める一例を示す図である。
図６に示すように、ＢＭＩ＝２３である身長および体重の関係において、体重５７．４ｋｇは身長１５８ｃｍと対応しており、成人女性の体格とおよそ同等であると言える。また、ＢＭＩ＝２３である身長および体重の関係において、体重６６．５ｋｇは身長１７０ｃｍと対応しており、成人男性の体格とおよそ同等であると言える。このように、制御回路２０は、式４を用いた演算を行うことで、体重センサ６０で検出した体重から一義的に身長を求めることができる。このため、制御回路２０は、算出した身長に応じた制御係数を、メモリ５０から読み出し、読み出した制御係数を用いて制御信号を生成すればよい。この結果、乗員９０の身長に違いがあっても、適切な騒音低減効果を実現することができる。
このように、身長予測器７０は、体重センサ６０で検出された乗員９０の体重とボディマス指標（ＢＭＩ）とを用いて乗員の身長を予測してもよい。具体的には、身長予測器７０は、ボディマス指標のうちＢＭＩ＝２３である身長および体重の関係において、体重センサ６０で検出された乗員９０の体重に対応付けられている身長を特定することで乗員９０の身長を予測してもよい。
［１－２．騒音制御装置の動作］
次に、騒音制御装置１の動作について説明する。
図７は、実施の形態１に係る騒音制御装置の動作の一例を示すフローチャートである。
騒音制御装置１では、制御回路２０は、騒音源からの騒音を示す騒音信号を騒音検出器１０から取得する（Ｓ１１）。
制御回路２０は、座席８０に設置された体重センサ６０で検出された乗員の体重を、体重センサ６０から取得する（Ｓ１２）。
制御回路２０は、メモリ５０から、それぞれが体重に相関する相関値（つまり、身長）に応じて異なる値に設定されている複数の制御係数であって、体重が重いほど座席８０の座面からの高さ方向において高くなる位置での騒音を低減させる制御信号を生成するための複数の制御係数のうち、取得した乗員９０の体重に相関する相関値に対応する制御係数を読み出す（Ｓ１３）。
制御回路２０は、取得した騒音信号と、読み出した制御係数を用いて制御信号を生成する（Ｓ１４）。
制御回路２０は、生成した制御信号を、座席８０の位置であって、座席８０に着座した乗員の頭部近傍の第１の位置に設置された制御スピーカ３１、３２へ出力する（Ｓ１５）。
［１－３．効果など］
本実施の形態に係る騒音制御装置１によれば、制御回路２０は、体重センサ６０で検出された乗員の体重を体重センサ６０から取得し、メモリ５０から乗員の体重に相関する相関値に対応する制御係数を読み出し、取得した騒音信号と、読み出した制御係数とを用いて、制御信号を生成し、生成した制御信号を制御スピーカ３１、３２へ出力する。
これにより、着座した乗員の体重から推定される乗員の頭部の位置での騒音を効果的に低減できる制御係数を用いて制御信号が生成されるため、着座する乗員の頭部の位置において効果的に騒音を低減することができる。
また、制御回路２０は、制御係数の読み出しにおいて、複数の制御係数のうち身長予測器７０において予測された乗員９０の身長に対応する制御係数を読み出す。
これにより、着座した乗員の体重から乗員の身長を予測し、予測した身長に対応する制御係数を用いて制御信号が生成されるため、予測した身長の乗員が着座したときの乗員の頭部の位置において効果的に騒音を低減することができる。
また、身長予測器７０は、体重センサ６０で検出された乗員９０の体重とボディマス指標とを用いて乗員９０の身長を予測する。身長予測器７０は、例えば、ボディマス指標のうちＢＭＩ＝２３である身長および体重の関係において、体重センサ６０で検出された乗員９０の体重に対応付けられている身長を特定することで乗員９０の身長を予測する。これにより、乗員の体重から乗員の身長を効果的に予測することができる。
［１－４．変形例］
［１－４－１．変形例１］
上記実施の形態１において、式４を用いただけの身長の予測方法では、体重センサ６０の精度が高いほど出力する体重値の数は多くなり、予測される身長が多数となる。このため、多数の身長に応じて、メモリ５０に記憶しておく制御係数も多数必要となり、小型化、低コスト化に支障を来たしてしまう。
そこで、特定される身長を所定の範囲内でグループ化することで、メモリ５０に記憶しておく制御係数の数を抑えてもよい。
具体的には、波長の長い低周波騒音を制御するためには、１ｃｍ刻みの身長で制御特性を細かく切り替えることは必要ではなく、１５５～１８５ｃｍなど主に想定される受聴者の身長に対して数段階のクラスに分割し、そのクラスに応じた制御特性を求めておけばよい。
例えば、１０ｃｍ間隔でクラス分けする場合を想定すると、１０ｃｍ毎に異なる制御特性を求めることとなる。このため、１０ｃｍ未満では同等特性と考えられる周波数、逆説すれば、１０ｃｍ以上で異なる特性と考えられる周波数、を閾値とする騒音の制御対象とする周波数の範囲が決まる。より詳しく説明すると、騒音制御において同等特性と考えられる周波数は、λを波長〔ｍ〕とした場合、λ／４以下の波長である。この波長より長い周波数帯域においては同等位相と考えてよいからである（少なくとも逆位相ではない）。よって、１０ｃｍがλ／４に相当する場合の波長は、０．４ｍとなる。ここで、音速ｖと周波数ｆと波長λとの関係は、下記の式５で示される。
ｖ＝ｆ・λ （式５）
ｖ：音速〔ｍ／ｓｅｃｏｎｄ〕
ｆ：周波数〔Ｈｚ〕
λ：波長〔ｍ〕
式５を用いると、音速は３４０ｍ（常温時）であることから、波長が０．４ｍの場合の周波数は８５０Ｈｚとなる。すなわち、１０ｃｍ間隔でクラス分けする場合、騒音の制御対象の周波数帯域は８５０Ｈｚ以下となる。通常、騒音制御での対象周波数の上限は５００Ｈｚ程度なので、１０ｃｍ間隔でクラス分けしても特に問題ないと考えられる。
そこで、１５５～１６５ｃｍをクラスＡに、１６５～１７５ｃｍをクラスＢに、１７５～１８５ｃｍをクラスＣに分割する場合を考える。この場合、クラスＡの制御特性は、このクラスの中央値である１６０ｃｍの乗員の耳元を制御点として予め測定することで決定される。同様に、クラスＢの制御特性は１７０ｃｍの乗員の耳元を制御点として予め測定することで決定される。クラスＣの制御特性は１８０ｃｍの乗員の耳元を制御点として予め測定することで決定される。そして、これら制御特性を示す制御係数をメモリ５０に記憶しておく。そして、実際に座席８０に座った乗員の身長を、体重センサ６０により検出された体重に応じて、上記のクラス分けに基づいて予測し、予測した身長に対応する制御係数をメモリ５０から読み出せばよい。
図８は、ボディマス指標において、身長に応じてクラス分けした場合の体重で区分すべき検出閾値を示す図である。図８は、上記のように身長をクラスＡ～Ｃにクラス分けした場合のそれぞれのクラスに対応する体重の閾値を示す。なお、図８は、身長をクラスＡ～Ｃの他にさらにクラスＤ、Ｅにクラス分けした場合のそれぞれのクラスに対応する体重の閾値も示している。
クラスＡは、身長１５５～１６５ｃｍの分割範囲である。よって、クラスＡを区分している閾値は、１５５ｃｍおよび１６５ｃｍである。これらの閾値のうち、１５５ｃｍに対応する体重は５５ｋｇとなる。同様に、１６５ｃｍに対応する体重は６２．５ｋｇとなる。
クラスＢは、身長１６５～１７５ｃｍの分割範囲である。よって、クラスＢを区分している閾値は、１６５ｃｍおよび１７５ｃｍである。これらの閾値のうち、１６５ｃｍについては上述したため、もう１つの閾値である１７５ｃｍに対応する体重は７０．５ｋｇとなる。
クラスＣは、身長１７５～１８５ｃｍの分割範囲である。よって、クラスＣを区分している閾値は、１７５ｃｍおよび１８５ｃｍである。これらの閾値のうち、１７５ｃｍについては上述したため、もう１つの閾値である１８５ｃｍに対応する体重は７８．５ｋｇとなる。
よって、身長予測器７０は、体重センサ６０で検出された値が５５ｋｇ以上で６２．５ｋｇ未満の場合、乗員９０の身長をクラスＡと判断し、クラスＡの分割範囲の中心値である身長１６０ｃｍを乗員９０の身長として特定する。同様に、身長予測器７０は、体重センサ６０で検出した値が６２．５ｋｇ以上で７０．５ｋｇ未満の場合、乗員９０の身長をクラスＢと判断し、クラスＢの分割範囲の中心値である身長１７０ｃｍを乗員９０の身長として特定する。また、同様に、身長予測器７０は、体重センサ６０で検出した値が７０．５ｋｇ以上で７８．５ｋｇ未満の場合、乗員９０の身長をクラスＣと判断し、クラスＣの分割範囲の中心値である身長１８０ｃｍを乗員９０の身長として特定する。このように、身長予測器７０は、特定する身長を、クラスＡ～Ｃにおける代表値としてそれぞれ１６０ｃｍ、１７０ｃｍ、１８０ｃｍとし、かつ、制御回路２０は、身長予測器７０で特定された身長１６０ｃｍ、１７０ｃｍ、１８０ｃｍのいずれかでの制御特性とする。このため、メモリ５０に占められる制御係数の記憶容量を大きく削減できる。
つまり、この場合、身長予測器７０は、制御信号を制御スピーカ３１、３２へ出力する制御を行う制御対象とする乗員の身長を第１身長（例えば、１５５ｃｍ）以上第２身長（例えば、１８５ｃｍ）以下の長さの身長範囲の身長であるとし、当該身長範囲をＮ個の分割範囲であるクラスに分割するとき、Ｎ個の分割範囲それぞれの長さが制御対象周波数の上限における波長λの１／４と等しいことを満たすときのＮ（例えば３）を特定する。つまり、身長予測器７０は、下記の式６を用いることでＮを特定する。
（第２身長－第１身長）／Ｎ＝λ／４ （式６）
これにより、身長予測器７０は、ボディマス指標のうちＢＭＩ＝２３である身長および体重の関係において、Ｎ個の分割範囲の複数の境界値それぞれに対応付けられている複数の体重で区切られるＮ個の体重範囲のうち、取得した乗員の体重が含まれる体重範囲に対応する身長の分割範囲において、当該分割範囲の中心値を中心として特定する。
これにより、制御対象となる周波数の上限における波長の１／４内にある制御係数を同じ値にまとめることができるのでメモリに記憶させる制御係数の数を削減することができる。また、制御対象とする乗員の身長に、上限値および下限値を設けることにより、騒音低減の効果が小さい身長の乗員には騒音低減の制御を行わないため、制御対象外の乗員に対して不適切な制御を防止でき、かつ、制御スピーカ３１、３２の破損を防止することができる。
具体的には、身長予測器７０は、制御信号の生成での身長の特定において、ボディマス指標のうちＢＭＩ＝２３である身長および体重の関係を用いて、乗員の身長１５５ｃｍと体重５５ｋｇとの第１対応関係、身長１６５ｃｍと体重６２．５ｋｇとの第２対応関係、身長１７５ｃｍと体重７０．５ｋｇとの第３対応関係、および、身長１８５ｃｍと体重７８．５ｋｇとの第４対応関係を用いて、身長を特定する。例えば、身長予測器７０は、体重センサ６０から取得した体重が５５ｋｇ以上６２．５ｋｇ未満の場合、第１対応関係における身長と第２対応関係における身長との中心値１６０ｃｍを身長として特定する。また、例えば、身長予測器７０は、体重センサ６０から取得した体重が６２．５ｋｇ以上７０．５ｋｇ未満の場合、第２対応関係における身長と第３対応関係における身長との中心値１７０ｃｍを身長として特定する。また、例えば、身長予測器７０は、体重センサ６０から取得した体重が７０．５ｋｇ以上７８．５ｋｇ未満の場合、第３対応関係における身長と第４対応関係における身長との中心値１８０ｃｍを身長として特定する。
これにより、乗員の身長に応じて適切に騒音を低減することができ、かつ、メモリに記憶させる制御係数の数を削減することができる。
［１－４－２．変形例２］
なお、変形例１では１０ｃｍ間隔でクラス分けする例を示したが、式５を用いて前述したように、騒音制御対象とする周波数の上限値からλ／４の波長を求め、クラス分けする各クラスの間隔Ｄ〔ｍ〕を下記の式７から求めるようにしてもよい。
Ｄ＝λ／４＝ｖ／４ｆ （式７）
例えば、制御対象の上限周波数を５００Ｈｚとすれば、式７を用いて、間隔Ｄは、１７ｃｍと算出される。この場合の各クラスにおける制御係数は、図８の場合と同様に、各クラスを区分する閾値の中央値で求めたものを使用すればよい。
なお、上記では、制御対象の身長を１５５ｃｍ以上で１８５ｃｍ未満としたが、１５５ｃｍ未満あるいは１８５ｃｍ以上にも対応したい場合、身長予測器７０は、例えば、体重センサ６０で検出された値が７８．５ｋｇ以上の乗員９０の身長をクラスＤと判断してもよい。よって、制御回路２０は、例えばクラスＤに対応する身長１９０ｃｍで予め測定することで決定された制御係数を用いて制御信号を生成してもよい。また、身長予測器７０は、体重センサ６０で検出された値が５５ｋｇ未満の場合、乗員９０の身長をクラスＥと判断してもよい。よって、制御回路２０は、例えばクラスＥに対応する身長１５０ｃｍで予め測定することで決定された制御係数を用いて制御信号を生成してもよい。ただし、この場合、制御スピーカ３１、３２への負担が大きくなるため、制御スピーカ３１、３２の耐入力条件に問題がないことが前提である。これについて以下に説明する。
図９は、制御スピーカと乗員の耳元の位置との関係を説明するための図である。
図９の（ａ）は、座席８０に着座している乗員９０を座席８０の正面から見た図を示し、図９の（ｂ）は、座席８０に着座している乗員９０を座席８０の側方から見た図を示す。また、図９では、乗員９０の身長が１７０ｃｍのときに乗員９０の耳元の位置が制御スピーカ３１、３２の中心位置と合う場合を示している。身長１７０ｃｍの乗員は、実線で示されており、身長１６０ｃｍおよび身長１９０ｃｍの乗員９０は点線で示されている。
身長１７０ｃｍの乗員９０が座席８０に着座しているとき、制御スピーカ３１、３２から当該乗員９０の耳元までの距離を例えば５ｃｍとする。
図１０は、図９の（ｂ）において、制御スピーカと、身長が１６０ｃｍ、１７０ｃｍおよび１９０ｃｍの乗員の耳元の位置との距離の関係を説明するための図である。
図１０では、図９の（ｂ）における制御スピーカ３１、３２からそれぞれ身長が異なる乗員９０の耳元に対して直角三角形が構成される配置となっていることを用いて、各辺の長さを示している。これにより、三平方の定理（ピタゴラスの定理）を利用して、制御スピーカ３１、３２から身長１９０ｃｍの乗員９０の耳元までの距離ｘと、制御スピーカ３１、３２から身長１６０ｃｍの乗員９０の耳元までの距離ｙとはそれぞれ式８のように算出される。
Figure 0007002278000002
図１１は、図１０において、制御スピーカから、身長が１６０ｃｍ、１７０ｃｍおよび１９０ｃｍの各乗員の耳元への音圧レベルを示す図である。
図１１に示すように、身長１７０ｃｍの乗員９０の耳元におけるスピーカから再生される音圧レベルをＰとすると、身長１９０ｃｍの乗員９０の耳元での音圧レベルＰｘと身長１６０ｃｍの乗員９０の耳元での音圧レベルＰｙとは、式９のように算出される。
Ｐｘ＝Ｐ／（２０．６／５）２≒Ｐ／１７
Ｐｙ＝Ｐ／（１１．２／５）２≒Ｐ／５ （式９）
ただし、制御スピーカ３１、３２から再生される音は、低周波の音であり、指向性が強くないため、点音源と仮定している。式９は、制御スピーカ３１、３２に入力される信号レベルが同じであれば、身長１６０ｃｍの乗員９０の耳元での音圧レベルＰｙは身長１７０ｃｍの乗員９０の耳元での音圧レベルＰの約１／５となることを示している。同様に、式９は、制御スピーカ３１、３２に入力される信号レベルが同じであれば、身長１９０ｃｍの乗員９０の耳元での音圧レベルＰｘは身長１７０ｃｍの乗員９０の耳元での音圧レベルＰの約１／１７となることを示している。通常、騒音は、客室内に一様に分布しているため、騒音レベルはどの位置でも大差がなく、身長１７０ｃｍでも１６０ｃｍでも１９０ｃｍでも乗員９０の耳元では同等レベルの制御音を制御スピーカ３１、３２から再生する必要がある。すなわち、身長１７０ｃｍの乗員９０の耳元での騒音低減効果と同等効果を身長１６０ｃｍの乗員９０の耳元で再現したい場合は、スピーカへ入力する制御信号レベルを約５倍にする必要があり、同様に身長１９０ｃｍの乗員９０の耳元で再現したい場合は、制御スピーカ３１、３２へ入力する制御信号のレベルを約１７倍にする必要がある。このとき、制御スピーカ３１、３２の耐入力条件が脆弱であった場合、制御スピーカ３１、３２からの再生音が歪んでしまい、正常な騒音低減効果が得られないだけでなく、制御スピーカ３１、３２が音圧に耐えられずに破損してしまうというリスクがある。また、当初は何も問題が無くとも、このような大音圧の制御信号の入力を継続して制御スピーカ３１、３２に加え続けると、経年変化による劣化で制御スピーカ３１、３２が破損するなどの課題も生じる。
そこで、制御スピーカ３１、３２の設置条件、スピーカ特性、耐入力などを考慮して、上記の課題が生じるリスクがあるならば、例えば、図８におけるクラスＤやクラスＥとなる場合を制御対象外とすればよい。具体的には、制御回路２０は、体重センサ６０で検出された体重が５５ｋｇ未満の場合、あるいは７８．５ｋｇ以上の場合、その座席８０での騒音低減の制御を行わないとしてもよい。この場合、制御回路２０は、制御信号を制御スピーカ３１、３２に出力しない制御を行ってもよいし、シャットダウンしてもよい。
［１－４－３．変形例３］
上記のクラス分けの他に以下で示すクラス分けを採用してもよい。
図１２は、図８に図３Ｂでの男女別および年代別を示す符号を付した図である。
図１２から、４０歳代女性Ｗ４０と５０歳代女性Ｗ５０とはクラスＡと判定されるため、問題なく１６０ｃｍの制御特性が設定される。しかしながら、２０歳代女性Ｗ２０と３０歳代女性Ｗ３０とは、４０歳代女性Ｗ４０と同程度の身長であるにも拘らずクラスＥと判定されるため、適切な制御特性での制御信号が出力されず、１５０ｃｍの制御特性での制御信号が出力されてしまう。一方、１２歳女性Ｗ１２と６０歳代女性Ｗ６０とについては、正しくクラスＥと判定され、適切な１５０ｃｍの制御特性での制御信号が生成される。
同様に、２０歳代男性Ｍ２０と５０歳代男性Ｍ５０と６０歳代男性Ｍ６０とはクラスＢと判定されるため、適切な１７０ｃｍの制御特性での制御信号が生成される。一方で、３０歳代男性Ｍ３０と４０歳代男性Ｍ４０とは身長が１７０ｃｍ付近であるにも拘らずクラスＣと判定されてしまい、１８０ｃｍの制御特性での制御信号が生成されてしまう。また、１２歳男性Ｍ１２は、成人男性と比べて身長および体重の関係が大きく異なっており、どちらかといえば女性に近い。１２歳男性Ｍ１２は、正しくクラスＥと判定され、適切な１５０ｃｍの制御特性での制御信号が生成される。
このように、図８のクラス分けでは適切とは言えない制御特性での制御信号が生成されてしまうことがある。そこでクラスＥをなくし、６２．５ｋｇ未満をクラスＡとすれば、２０歳代女性Ｗ２０と３０歳代女性Ｗ３０とは適切な１６０ｃｍの制御特性での制御信号が生成されるように改善する。なお、１２歳男性Ｍ１２と１２歳女性と６０歳代女性Ｗ６０とは、逆に不適切な１６０ｃｍの制御特性での制御信号が生成されてしまうが、２０歳代女性Ｗ２０および３０歳代女性Ｗ３０が改善することで航空機利用者が多いと思われる年齢に対応できるので、こちらの方が好ましいといえる。
［１－４－４．変形例４］
変形例３では、３０歳代男性Ｍ３０と４０歳代男性Ｍ４０とは改善できないため、他の手法でのクラス分けを採用してもよい。
前述した図３Ｂを再度見直すと、成人男性は身長１７１ｃｍ付近に分布しており、成人女性は身長１５８ｃｍ付近に分布していることがわかる。その一方で、１２歳女子は成人女子と８ｃｍ程度の差であるが、１２歳男性は２０ｃｍ近くの差が生じている。そこで図２を参考に、１３歳～１９歳も合わせてプロットしてみると図１３となる。
図１３は、図３Ｂにさらに、男女別かつ１３歳～１９歳の各年齢の身長および体重の平均値の点に対応する符号を付した図である。１３歳～１９歳の各年齢の男性を示す符号は、それぞれ、Ｍ１３～Ｍ１９で示され、１３～１９歳の各年齢の女性を示す符号は、それぞれ、Ｗ１３～Ｗ１９で示される。
図１３から分かるように、女性は、身長１５６～１５８ｃｍで体重４６～５５ｋｇのある限られた範囲内にまとまっている。この女性のグループをグループＩとする。これに対し、男性は１３歳までは女性との身長に大差はないが、１４歳以上では女性と差が生じるように大きく成長し、１７歳以上で成人とおよそ同じ体格となっている。このため、１４歳～１６歳までの男性をグループＩＩとし、１７歳以上の男性をグループＩＩＩとする。つまり、１３歳～６０歳代の男女は、グループＩ～ＩＩＩの３つのグループに分類できる。
なお、図２から、男性も女性も１２歳はグループＩから外れているため、男女とも１２歳以下は制御対象外とした方がよい。一方、１３歳から制御対象とする場合、１３歳男性についてはグループＩに属するものとする。
図１４は、グループＩ～ＩＩＩを考慮した体重のクラス分けを示す図である。
クラスαは、４４ｋｇ以上５９ｋｇ未満、クラスβは５９ｋｇ以上７２ｋｇ未満、クラスγは７２ｋｇ以上８１ｋｇ未満である。クラスα～γは、それぞれ次のように設定している。４４ｋｇは身長１５５ｃｍでＢＭＩ＝１８．５のときの体重に対応し、５９ｋｇは身長１６０ｃｍでＢＭＩ＝２３のときの体重に対応し、７２ｋｇは身長１７０ｃｍでＢＭＩ＝２５のときの体重に対応し、８１ｋｇは身長１８０ｃｍでＢＭＩ＝２５のときの体重に対応している。
このクラス分けによれば、身長が高くなるほどＢＭＩを大きく設定しており、これは前述したように、成人女性はＢＭＩ＜２３（点線の左側）の領域に、成人男性はＢＭＩ＞２３（点線の右側）の領域にそれぞれ分布していることを考慮している。また背の高い人は女性より男性に多いので、クラスγはクラスβを自然拡張している。よって、制御回路２０は、体重センサ６０で検出された体重がクラスαになった場合、１６０ｃｍの制御特性での制御信号を生成し、クラスβになった場合、１７０ｃｍの制御特性での制御信号を生成し、クラスγになった場合、１８０ｃｍの制御特性での制御信号を生成することとなる。
つまり、この場合、制御回路２０は、制御信号の生成での身長の特定において、ボディマス指標のうちＢＭＩ＝１８．５である身長および体重の関係を用いて、乗員の身長１５５ｃｍと体重４４ｋｇとの第５対応関係と、ボディマス指標のうちＢＭＩ＝２３である身長および体重の関係を用いて、乗員の身長１６０ｃｍと体重５９ｋｇとの第６対応関係と、ボディマス指標のうちＢＭＩ＝２５である身長および体重の関係を用いて、乗員の身長１７０ｃｍと体重７２ｋｇとの第７対応関係、および、身長１８０ｃｍと体重８１ｋｇとの第８対応関係とを用いて、身長を特定する。例えば、制御回路２０は、体重センサ６０から取得した体重が４４ｋｇ以上５９ｋｇ未満の場合、第６対応関係における身長１６０ｃｍを身長として特定する。また、例えば、制御回路２０は、体重センサ６０から取得した体重が５９ｋｇ以上７２ｋｇ未満の場合、第７対応関係における身長１７０ｃｍを身長として特定する。また、例えば、制御回路２０は、体重センサ６０から取得した体重が７２ｋｇ以上８１ｋｇ未満の場合、第８対応関係における身長１８０ｃｍを身長として特定する。
この結果、グループＩの全てがクラスα内となるため適切な１６０ｃｍの制御特性が選択される。またグループＩＩＩの全てがクラスβ内となるため適切な１７０ｃｍの制御特性が選択される。ただし、グループＩＩのＭ１５およびＭ１６は、クラスαと判定されるため、不適切な１６０ｃｍの制御特性が選択されてしまうが、Ｍ１５およびＭ１６は成長途中の例外値であり、また航空機の利用を考えれば成人女性を優先すべきと考えられるため、クラスαの場合は１６０ｃｍの制御特性とする。
ここで、体重４４ｋｇ未満と８１ｋｇ以上の乗員に対しては、制御特性を規定していない。体重４４ｋｇ未満の乗員は、１１歳以下の子供と考えられ、航空機の主要利用者とは想定されないので騒音制御の対象外として問題はないと考えられる。加えて、身長が１５０ｃｍ未満であるため乗員の頭部が制御スピーカ３１、３２の位置から下方に離れてしまい、制御スピーカ３１、３２から当該乗員の耳元までの距離が大きくなる。よって、体重４４ｋｇ未満の乗員については、騒音制御が困難となり、制御対象外としている。
同様に、８１ｋｇ以上の乗員の身長は、１９０ｃｍ近いため、乗員の頭部が制御スピーカ３１、３２の位置から上方に離れてしまい、制御スピーカ３１、３２から当該乗員の耳元までの距離が大きくなる。よって、体重８１ｋｇ以上の乗員については、騒音制御が困難となり、制御対象外としている。
もちろん、座席のサイズと制御スピーカの設置位置などによっては１９０ｃｍの乗員にも制御可能となる場合はあるので、そのときは、例えば、クラスλとして８１ｋｇ以上９０ｋｇ未満とし、１９０ｃｍ制御係数を設定するようにしてもよい。
以上のように、航空機の主要利用者である成人男性と成人女性をグループ分けし、その２つのグループを基本としてＢＭＩを利用した身長予測をすることで、実際の身長に適した制御特性を選定でき、その結果、乗員に適切な騒音低減効果を提供できる。
［１－４－５．変形例５］
上記実施の形態およびその変形例１～４では、身長予測器７０が体重センサ６０により検出された体重から乗員９０の身長を予測する処理を行い、制御回路２０が制御信号を生成する処理を行うとしたが、それぞれの処理を１つの処理部が行ってもよい。つまり、当該処理部は、プロセッサおよびメモリにより実現されてもよいし、専用回路により実現されてもよい。
［１－４－６．変形例６］
上記実施の形態およびその変形例１～４では、メモリ５０は、身長に応じて予め設定されている前記複数の制御係数を記憶しているとしたが、これに限らずに、体重に応じて予め設定されている複数の制御係数を記憶していていもよい。この場合、制御回路２０は、体重センサ６０により検出された乗員９０の体重に対応する制御係数をメモリ５０から読み出し、読み出した制御係数を用いて制御信号を生成し、生成した制御信号を制御スピーカ３１、３２へ出力する。このように、体重から直接制御係数を読み出す場合であっても、メモリ５０には、それぞれが体重に応じて異なる値に設定されている複数の制御係数であって、体重が重いほど前記座席の座面からの高さ方向において高くなる位置での騒音を低減させる制御信号を生成するための複数の制御係数が記憶されているため、着座する乗員の頭部の位置において効果的に騒音を低減することができる。
なお、上記実施の形態１およびその変形例１～６では、航空機の座席を例に説明したが、これに限定されるものではなく、列車や自動車などの他の乗り物に適用してもよい。
（実施の形態２）
［２－１．騒音制御装置の構成］
実施の形態２に係る騒音制御装置１Ａの構成について説明する。
図１５は、実施の形態２に係る騒音制御装置の構成の一例を示す図である。
図１５に示すように、騒音制御装置１Ａは、図１で示した騒音制御装置１と同様に、航空機内の座席８０Ａに設置した制御スピーカ３１、３２から制御音を再生することにより、制御点である乗員９０の耳元で騒音を低減する。騒音制御装置１Ａは、実施の形態１の騒音制御装置１と比較して、体重センサ６０を有していない代わりに取得器７１を有している点、および、制御回路２０とは異なる制御を行う制御回路２０Ａを有している点が異なる。具体的には、実施の形態１に係る騒音制御装置１では体重センサ６０から得られた乗員９０の体重から乗員９０の身長を予測するとしたが、実施の形態２に係る騒音制御装置１Ａでは取得器７１で乗車券情報または搭乗券情報を読み取り、乗車券情報または搭乗券情報に含まれる身長情報を検出し、身長情報に応じての制御信号を生成する。
取得器７１は、座席８０Ａに着座する乗員９０の乗車券情報または搭乗券情報を取得する。取得器７１は、乗車券または搭乗券に埋め込まれているＩＣチップ、または、乗車券または搭乗券に印刷されている２次元バーコード、１次元バーコードなどを読み取ることで、乗車券情報または搭乗券情報を取得するリーダーであってもよい。取得器７１は、乗員９０が乗車券または搭乗券を購入するときに予め入力した乗車券情報または搭乗券情報を、他の情報端末またはサーバからネットワークを介して取得する機器であってもよい。
図１６は、ｅチケットなどに代表される電子搭乗券を読み取る取得器が座席に配置されている構成を示す図である。
電子搭乗券としては、２次元バーコードを紙に印刷したものや携帯電話などの携帯端末のディスプレイに表示させたものが利用できる。また、電子搭乗券としては、搭乗券情報を記録しているＮＦＣ（Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）チップを有する、スマートフォンなどの携帯端末またはＩＣカードなども利用可能である。
なお、航空機以外に例えば列車の場合、ＩＣＣＯＣＡ（登録商標）またはＳｕｉｃａ（登録商標）などのＩＣカードを電子搭乗券として利用できる。また、列車では、例えば、新幹線エキスプレス予約（登録商標）における指定した座席の乗車券を購入する際に乗員９０が予め入力した乗車券情報を利用でき、モバイルＳｕｉｃａ（登録商標）の利用の際に登録した個人情報を乗車券情報として利用できる。
そこで、本実施の形態における電子乗車券または電子搭乗券から乗車券情報および搭乗券情報を取得する場合、電子乗車券または電子搭乗券を購入する時に、乗員本人の身長値を入力する仕組みとする、あるいは、少なくとも年齢と性別を入力する仕組みとする。なお、年齢と性別を入力する仕組みについては、航空券購入時には既に導入されている。
図１５に戻り、制御回路２０Ａは、取得器７１で取得した乗車券情報または搭乗券情報から、座席８０Ａに着座する乗員９０の身長を検出し、メモリ５０から、検出した乗員９０の身長に対応する制御係数を読み出し、読み出した制御係数を用いて制御信号を生成し、生成した制御信号を制御スピーカ３１、３２へ出力する。
［２－２．騒音制御装置の動作］
次に、騒音制御装置１Ａの動作について説明する。
図１７は、実施の形態２に係る騒音制御装置の動作の一例を示すフローチャートである。
騒音制御装置１Ａでは、制御回路２０Ａは、騒音源からの騒音を示す騒音信号を騒音検出器１０から取得する（Ｓ２１）。
制御回路２０Ａは、座席８０Ａに着座する乗員の乗車券情報または搭乗券情報を取得する取得器７１により取得された乗車券情報または搭乗券情報から、座席８０Ａに着座する乗員の身長を検出する（Ｓ２２）。
制御回路２０Ａは、メモリ５０から、それぞれが身長に応じて異なる値に設定されており、対応する身長の乗員が座席８０Ａに着座したときの乗員９０の頭部の位置近傍における騒音を低減させる制御信号を生成するための複数の制御係数のうち、検出した乗員９０の身長に対応する制御係数を読み出す（Ｓ２３）。
制御回路２０Ａは、取得した騒音信号と、読み出した制御係数を用いて制御信号を生成する（Ｓ２４）。
制御回路２０Ａは、生成した制御信号を、座席８０Ａの位置であって、座席８０Ａに着座した乗員９０の頭部近傍の第１の位置に設置された制御スピーカ３１、３２へ出力する（Ｓ２５）。
［２－３．効果など］
本実施の形態に係る騒音制御装置１Ａによれば、制御回路２０Ａは、取得器７１で取得した乗車券情報または搭乗券情報から、座席８０Ａに着座する乗員９０の身長を検出し、検出した乗員９０の身長に基づいて、メモリ５０から検出した身長に対応する制御係数を読み出し、取得した騒音信号と、読み出した制御係数とを用いて頭部の位置近傍における騒音を低減させる制御信号を生成し、生成した制御信号を制御スピーカ３１、３２へ出力する。
これにより、着座した乗員の乗車券情報または搭乗券情報から検出した身長に応じた制御係数を用いて制御信号が生成されるため、着座する乗員の頭部の位置において効果的に騒音を低減することができる。このように、より直接的な方法で乗客の身長を求めることができ、その結果、身長が異なる各乗員に対してより適切な騒音低減効果を実現できる。
［２－４．変形例］
［２－４－１．変形例１］
上記実施の形態２に係る騒音制御装置１Ａにおいて、制御回路２０Ａは、身長の検出において、取得器７１で取得した乗車券情報または搭乗券情報から座席８０Ａに着座する乗員９０の年齢および性別を検出し、検出した年齢および性別から乗員９０の身長を予測することで身長を検出してもよい。具体的には、制御回路２０Ａは、身長の予測において、男女それぞれの年齢毎の平均身長表を用いて、身長の検出において検出した乗員の年齢および性別が平均身長表において対応付けられている平均身長を特定することで、乗員の身長を予測してもよい。
ここで、年齢および性別から身長を予測する方法としては、例えば、身長情報として図２に示すような表で示される年齢および性別と身長とが関連付けられた情報を用いることができる。つまり、この情報を利用して、年齢および性別から身長を予測することが考えられる。なお、例えば国際線航空機に利用する場合は、このような男女それぞれの年齢毎の平均身長を示す表を国別に持つことで日本人以外にも応用することができ、また各国あるいはＷＨＯなどの国際機関が発表する最新の表に差し替えることで常に最適な身長値を用いることができる。
［２－４－２．変形例２］
また、上記実施の形態２に係る騒音制御装置１Ａにおいて、制御回路２０Ａは、取得器７１が設置された座席８０Ａと、取得器７１で取得した乗車券情報または搭乗券情報で対応付けられている座席とが異なる場合、取得器７１が設置された座席８０Ａにおける動作を停止し、かつ、シャットダウンしてもよい。
また、制御回路２０Ａは、取得器７１が設置された座席８０Ａと、取得器７１で取得した乗車券情報または搭乗券情報で対応付けられている座席とが異なる場合、警告音、または、間違った座席に着座していることを指摘する音声案内を制御スピーカ３１、３２から出力させてもよい。また、制御回路２０Ａは、取得器７１が設置された座席８０Ａと、取得器７１で取得した乗車券情報または搭乗券情報で対応付けられている座席とが同じ場合、正常な座席に着座していることを示す受付音、または、お礼もしくは挨拶の音声案内を制御スピーカ３１、３２から出力させてもよい。
例えば、図１５において、乗員９０は、購入した指定座席への着席時に、座席８０Ａの取得器７１にＩＣカードまたは携帯端末をかざし、乗車券情報または搭乗券情報を読み込ませる。このとき座席間違いがあれば、制御回路２０Ａは、制御スピーカ３１、３２から警告音を再生したり、あるいは「座席が間違っています」などの音声案内を再生したりしてもよい。また、制御回路２０Ａは、座席が合っていれば、「ご搭乗ありがとうございます」などの音声案内を再生し、騒音制御機能を有効としてもよい。なお、制御回路２０Ａは、座席間違いがあった場合、例えば、制御回路２０Ａ内の主要部品である、制御スピーカ３１、３２を駆動するためのアンプ部、信号処理部などをシャットダウンさせるなどして騒音制御機能を無効としてもよい。これによって、不要な消費電力を抑えることができる。
なお、本実施例では航空機を例に示したが、これに限定されるものではなく、列車など乗車券を利用する交通機関に適用してもよい。
なお、上記各実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。ここで、上記各実施の形態の騒音制御装置などを実現するソフトウェアは、次のようなプログラムである。
すなわち、このプログラムは、コンピュータに、所定の騒音源により騒音環境下にある室内に設置された座席において、前記座席に着座した乗員の頭部近傍の騒音を低減させる騒音制御装置による騒音制御方法であって、前記騒音源からの騒音を示す騒音信号を騒音検出器から取得し、前記座席に設置された体重センサで検出された前記乗員の体重を、前記体重センサから取得し、メモリから、それぞれが体重または体重に相関する相関値に応じて異なる値に設定されている複数の制御係数であって、体重が重いほど前記座席の座面からの高さ方向において高くなる位置での騒音を低減させる制御信号を生成するための複数の制御係数のうち、取得した前記乗員の前記体重または前記体重に相関する相関値に対応する制御係数を読み出し、取得した前記騒音信号と、読み出した前記制御係数とを用いて前記制御信号を生成し、生成した前記制御信号を、前記座席の位置であって、前記座席に着座した前記乗員の頭部近傍の第１の位置に設置された制御スピーカへ出力する騒音制御方法を実行させる。
また、このプログラムは、コンピュータに、所定の騒音源により騒音環境下にある室内に設置された座席において、前記座席に着座した乗員の頭部近傍の騒音を低減させる騒音制御装置による騒音制御方法であって、前記騒音源からの騒音を示す騒音信号を騒音検出器から取得し、前記座席に着座する乗員の乗車券情報または搭乗券情報を取得する取得器により取得された前記乗車券情報または前記搭乗券情報から、前記座席に着座する乗員の身長を検出し、メモリから、それぞれが身長に応じて異なる値に設定されており、対応する身長の乗員が前記座席に着座したときの前記乗員の頭部の位置近傍における騒音を低減させる制御信号を生成するための複数の制御係数のうち、検出した前記乗員の身長に対応する制御係数を読み出し、取得した前記騒音信号と、読み出した前記制御係数を用いて前記制御信号を生成し、生成した前記制御信号を、前記座席の位置であって、前記座席に着座した前記乗員の頭部近傍の第１の位置に設置された制御スピーカへ出力する騒音制御方を実行させる。
以上、本発明の一つまたは複数の態様に係る騒音制御装置および騒音制御方法について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
本開示は、効果的に騒音を低減することができる騒音制御装置、騒音制御方法などとして有用である。
１、１Ａ、１００、１００Ａ 騒音制御装置
１０、１１０ 騒音検出器
２０、２０Ａ、１２０、１２０Ａ 制御回路
３１、３２、１３０、１３１、１３２ 制御スピーカ
４１、４２、１４０、１４１、１４２ 集音器
５０ メモリ
６０ 体重センサ
７０ 身長予測器
７１ 取得器
８０、８０Ａ 座席
９０ 乗員
１２１ 制御フィルタ
１２２ Ｆｘフィルタ
１２３ 係数更新回路
２００ 所定の騒音源

Claims (18)

  1. 所定の騒音源により騒音環境下にある室内に設置された座席において、前記座席に着座した乗員の頭部近傍の騒音を低減させる騒音制御装置であって、
    前記座席に設置された体重センサと、
    前記座席の位置であって、前記座席に着座した前記乗員の頭部近傍の第１の位置に設置された制御スピーカと、
    前記騒音源からの騒音を検出し、検出した騒音を示す騒音信号を出力する騒音検出器と、
    前記騒音検出器から出力された前記騒音信号を取得し、前記乗員の頭部の位置近傍における騒音を低減させる制御信号を前記制御スピーカへ出力する制御回路と、
    それぞれが体重に相関する相関値に応じて異なる値に設定されている複数の制御係数であって、体重が重いほど前記座席の座面からの高さ方向において高くなる位置での騒音を低減させる制御信号を生成するための複数の制御係数を記憶しているメモリと、を備え、
    前記制御回路は、
    前記メモリから、前記複数の制御係数のうち、前記体重センサにより検出された前記乗員の前記体重に相関する相関値に対応する前記制御係数を読み出し、
    前記騒音信号と、読み出した前記制御係数とを用いて前記制御信号を生成し、
    生成した前記制御信号を前記制御スピーカへ出力する
    騒音制御装置。
  2. さらに、
    前記体重センサで検出された前記乗員の前記体重に応じて当該乗員の身長を予測する身長予測器を備え、
    前記メモリは、前記相関値としての身長に応じて予め設定されている前記複数の制御係数を記憶しており、
    前記制御回路は、前記制御係数の読み出しにおいて、前記複数の前記制御係数のうち、前記身長予測器において予測された前記乗員の前記身長に対応する前記制御係数を読み出す
    請求項１に記載の騒音制御装置。
  3. 前記身長予測器は、前記体重センサで検出された前記乗員の前記体重とボディマス指標（ＢＭＩ）とを用いて前記乗員の前記身長を予測する
    請求項２に記載の騒音制御装置。
  4. 前記身長予測器は、前記ボディマス指標のうちＢＭＩ＝２３である身長および体重の関係において、前記体重センサで検出された前記乗員の前記体重に対応付けられている身長を特定することで前記乗員の前記身長を予測する
    請求項３に記載の騒音制御装置。
  5. 前記身長予測器は、
    前記制御信号を前記制御スピーカへ出力する制御を行う制御対象とする乗員の身長を第１身長以上第２身長以下の長さの身長範囲の身長であるとし、前記身長範囲をＮ個の分割範囲に分割するとき、前記Ｎ個の分割範囲それぞれの長さが制御対象周波数の上限における波長の１／４と等しいことを満たすときのＮを特定し、
    前記ボディマス指標のうちＢＭＩ＝２３である身長および体重の関係において、前記Ｎ個の分割範囲の複数の境界値それぞれに対応付けられている複数の体重で区切られるＮ個の体重範囲のうち、取得した前記乗員の体重が含まれる体重範囲に対応する身長の前記分割範囲において、当該分割範囲の中心値を前記身長として特定する
    請求項３に記載の騒音制御装置。
  6. 前記身長予測器は、
    前記ボディマス指標のうちＢＭＩ＝２３である身長および体重の関係を用いて、乗員の身長１５５ｃｍと体重５５ｋｇとの第１対応関係、身長１６５ｃｍと体重６２．５ｋｇとの第２対応関係、身長１７５ｃｍと体重７０．５ｋｇとの第３対応関係、および、身長１８５ｃｍと体重７８．５ｋｇとの第４対応関係を用いて、
    前記体重センサから取得した前記体重が５５ｋｇ以上６２．５ｋｇ未満の場合、前記第１対応関係における身長と前記第２対応関係における身長との中心値１６０ｃｍを前記身長として特定し、
    前記体重センサから取得した前記体重が６２．５ｋｇ以上７０．５ｋｇ未満の場合、前記第２対応関係における身長と前記第３対応関係における身長との中心値１７０ｃｍを前記身長として特定し、
    前記体重センサから取得した前記体重が７０．５ｋｇ以上７８．５ｋｇ未満の場合、前記第３対応関係における身長と前記第４対応関係における身長との中心値１８０ｃｍを前記身長として特定する
    請求項３に記載の騒音制御装置。
  7. 前記身長予測器は、
    前記ボディマス指標のうちＢＭＩ＝１８．５である身長および体重の関係を用いて、乗員の身長１５５ｃｍと体重４４ｋｇとの第５対応関係と、
    前記ボディマス指標のうちＢＭＩ＝２３である身長および体重の関係を用いて、乗員の身長１６０ｃｍと体重５９ｋｇとの第６対応関係と、
    前記ボディマス指標のうちＢＭＩ＝２５である身長および体重の関係を用いて、乗員の身長１７０ｃｍと体重７２ｋｇとの第７対応関係、および、身長１８０ｃｍと体重８１ｋｇとの第８対応関係とを用いて、
    前記体重センサから取得した前記体重が４４ｋｇ以上５９ｋｇ未満の場合、前記第６対応関係における身長１６０ｃｍを前記身長として特定し、
    前記体重センサから取得した前記体重が５９ｋｇ以上７２ｋｇ未満の場合、前記第７対応関係における身長１７０ｃｍを前記身長として特定し、
    前記体重センサから取得した前記体重が７２ｋｇ以上８１ｋｇ未満の場合、前記第８対応関係における身長１８０ｃｍを前記身長として特定する
    請求項３に記載の騒音制御装置。
  8. 前記制御回路は、前記体重センサから取得した前記体重が予め決められた閾値未満である場合、前記制御信号を前記制御スピーカへ出力しない
    請求項１から７のいずれか１項に記載の騒音制御装置。
  9. 前記制御回路は、前記体重センサから取得した前記体重が予め決められた閾値未満である場合、動作を停止、あるいは、シャットダウンする
    請求項１から７のいずれか１項に記載の騒音制御装置。
  10. 前記閾値は、４０ｋｇである
    請求項８または９に記載の騒音制御装置。
  11. 所定の騒音源により騒音環境下にある室内に設置された座席において、前記座席に着座した乗員の頭部近傍の騒音を低減させる騒音制御装置であって、
    前記座席に着座する乗員の乗車券情報または搭乗券情報を取得する取得器と、
    前記座席の位置であって、前記座席に着座した前記乗員の頭部近傍の第１の位置に設置された制御スピーカと、
    前記騒音源からの騒音を検出し、検出した騒音を示す騒音信号を出力する騒音検出器と、
    前記騒音検出器から出力された前記騒音信号を取得し、前記乗員の頭部近傍における騒音を低減させるための制御信号を前記制御スピーカへ出力する制御回路と、
    それぞれが身長に応じて異なる値に設定されており、対応する身長の乗員が前記座席に着座したときの前記乗員の頭部の位置近傍における騒音を低減させる前記制御信号を生成するための複数の制御係数を記憶しているメモリとを備え、
    前記制御回路は、
    前記取得器で取得した前記乗車券情報または前記搭乗券情報から、前記座席に着座する乗員の身長を検出し、
    前記メモリから、検出した前記乗員の前記身長に対応する前記制御係数を読み出し、
    前記騒音信号と、読み出した前記制御係数とを用いて前記制御信号を生成し、
    生成した前記制御信号を前記制御スピーカへ出力する
    騒音制御装置。
  12. 前記制御回路は、前記身長の検出において、前記取得器で取得した前記乗車券情報または前記搭乗券情報から前記座席に着座する乗員の年齢および性別を検出し、検出した年齢および性別から前記乗員の前記身長を予測することで前記身長を検出する
    請求項１１に記載の騒音制御装置。
  13. 前記制御回路は、前記身長の予測において、男女それぞれの年齢毎の平均身長表を用いて、前記身長の検出において検出した前記乗員の年齢および性別が前記平均身長表において対応付けられている平均身長を特定することで、前記乗員の前記身長を予測する
    請求項１２に記載の騒音制御装置。
  14. 前記制御回路は、前記取得器が設置された座席と、前記取得器で取得した前記乗車券情報または前記搭乗券情報で対応付けられている座席とが異なる場合、前記取得器が設置された前記座席における動作を停止、あるいは、シャットダウンする
    請求項１１から１３のいずれか１項に記載の騒音制御装置。
  15. 前記制御回路は、
    前記取得器が設置された座席と、前記取得器で取得した前記乗車券情報または前記搭乗券情報で対応付けられている座席とが異なる場合、警告音、または、間違った座席に着座していることを指摘する音声案内を前記制御スピーカから出力させ、
    前記取得器が設置された座席と、前記取得器で取得した前記乗車券情報または前記搭乗券情報で対応付けられている座席とが同じ場合、正常な座席に着座していることを示す受付音、または、お礼もしくは挨拶の音声案内を前記制御スピーカから出力させる
    請求項１１から１３のいずれか１項に記載の騒音制御装置。
  16. さらに、
    前記座席の位置であって、前記座席に着座した前記乗員の頭部近傍の前記第１の位置とは異なる第２の位置に設置され、前記第２の位置における騒音を集音する集音器を備え、
    前記制御回路は、
    さらに、前記集音器の出力信号を繰り返し取得し、
    前記制御信号の生成において、前記頭部の位置近傍における騒音を低減させる前記制御信号であって、取得した前記出力信号が最小になるように前記制御係数を調整し、
    調整した前記制御係数を用いて前記制御信号を繰り返し生成する
    請求項１から１５のいずれか１項に記載の騒音制御装置。
  17. 所定の騒音源により騒音環境下にある室内に設置された座席において、前記座席に着座
    した乗員の頭部近傍の騒音を低減させる騒音制御装置による騒音制御方法であって、
    前記騒音源からの騒音を示す騒音信号を騒音検出器から取得し、
    前記座席に設置された体重センサで検出された前記乗員の体重を、前記体重センサから取得し、
    メモリから、それぞれが体重に相関する相関値に応じて異なる値に設定されている複数の制御係数であって、体重が重いほど前記座席の座面からの高さ方向において高くなる位置での騒音を低減させる制御信号を生成するための複数の制御係数のうち、取得した前記乗員の前記体重に相関する相関値に対応する制御係数を読み出し、
    取得した前記騒音信号と、読み出した前記制御係数とを用いて前記制御信号を生成し、
    生成した前記制御信号を、前記座席の位置であって、前記座席に着座した前記乗員の頭部近傍の第１の位置に設置された制御スピーカへ出力する
    騒音制御方法。
  18. 所定の騒音源により騒音環境下にある室内に設置された座席において、前記座席に着座した乗員の頭部近傍の騒音を低減させる騒音制御装置による騒音制御方法であって、
    前記騒音源からの騒音を示す騒音信号を騒音検出器から取得し、
    前記座席に着座する乗員の乗車券情報または搭乗券情報を取得する取得器により取得された前記乗車券情報または前記搭乗券情報から、前記座席に着座する乗員の身長を検出し、
    メモリから、それぞれが身長に応じて異なる値に設定されており、対応する身長の乗員が前記座席に着座したときの前記乗員の頭部の位置近傍における騒音を低減させる制御信号を生成するための複数の制御係数のうち、検出した前記乗員の身長に対応する制御係数を読み出し、
    取得した前記騒音信号と、読み出した前記制御係数を用いて前記制御信号を生成し、
    生成した前記制御信号を、前記座席の位置であって、前記座席に着座した前記乗員の頭部近傍の第１の位置に設置された制御スピーカへ出力する
    騒音制御方法。
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