JPH11503242A - 不変なインパルス応答を有して、アクティブな音響的減衰をなすパーソナル方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 所定期間に亙って、ソース（３０）の出力とセンサ（２０）の入力との間の少なくともインパルス応答（Ｈ）を決定するために、前記ソースの入力に選択された電気信号が先ず付与される。前記の先行して決定されたインパルス応答（Ｈ）に準じて設定された所定法則に従ってアクティブな相殺制御信号の値がリアルタイムで決定され、それによって、前記センサからの出力信号のエネルギーが最小化される。音響的構造体（２）としては、前記センサ（２０）及び前記ソース（３０）を含む空間（５３４）が、少なくとも前記アクティブな相殺制御信号の決定中及び人の存在下において不変であり、それによって前記ソース（３０）の前記出力と前記センサ（２０）の前記入力との間の前記インパルス応答が不変に維持されるように配列されている。

Description

【発明の詳細な説明】不変なインパルス応答を有して、アクティブな音響的減衰をなすパーソナル方法 及び装置 本発明は、アクティブな音響的な減衰、すなわち、反対位相で生成された他の サウンドをその減衰させるべき特定サウンドに重ね合わせることによってその特 定サウンドを減衰させる動作に関する。 本発明は、選択された次元での空間、より詳細には航空機あるいは自動車等の モータ駆動の乗り物のシートに着座している乗員の少なくとも頭部を含む空間の 、その乗員の音響的快適性を改善する観点からの防音又は遮音に関して汎用的用 途を見出している。 米国特許第５，１３３，０１７号（ＣＡＩＮ）では、シートのヘッドレスト内 に一体化されたアクティブな音響的減衰のためのパーソナル装置を具備したシー トを提案している。この装置は、シートにおけるヘッドレストの前面上に配置さ れた２つのチャネルを備えている。各チャネルはマイクロホンのリングに連結さ れたスピーカを有する。電子制御手段は、減衰されるべきノイズとは反対位相の サウンドを作り出すために、これらマイクロホンの２つのリングによってピック アップされたノイズを受信し、処理後に各スピーカ用にノイズ減衰のための制御 信号を送り出している。 ここでのリング内におけるマイクロホンの配列によれば、個人の頭部が動いた り、髪の毛又はその他の同等物によるリングの特定点が遮断されることにより結 果物の劣化を回避させることを可能としている。しかし、この回避は、実施の複 雑性（特に実装されるべきマイクロホンの数による）や、複数のマイクロホンの 各リングによってピックアップされるノイズの平均値を計算する必要性の代償に よって獲得され、減衰制御信号の音響的再現性を改善している。 本発明はこれらの欠点の矯正を提供するものである。 本発明が目的とするものは、以下の諸段階を含むアクティブな音響的減衰をな すパーソナル方法であって、 −ａ）受信された制御信号に応じて、不要なノイズを低減するために、アクティ ブな減衰信号を送出できるソースを設ける段階と、 −ｂ）前記不要なノイズをピックアップするセンサ手段を設ける段階と、 −ｃ）個人の頭部の近辺に前記センサ手段と共に前記ソースを支持できる音響的 構造体を設ける段階と、 −ｄ）前記ソース用に前記アクティブな減衰制御信号を発生できる電子制御手段 を設ける段階と、 −ｅ）所定期間中に、前記ソースの出力と前記センサ手段の入力との間における 少なくともインパルス応答を決定するために、前記ソースの入力に選択された電 気信号を予め付与する段階と、 −ｆ）前記センサ手段によって送出される信号のエネルギーを最小化するために 、先行して決定された前記インパルス応答に少なくとも準じて設定された所定の 処理規則に従って、リアルタイムで前記アクティブな音響的減衰制御信号を決定 する段階との諸段階を含む。 本発明の一般定義に従えば、前記段階ｃ）が、少なくとも前記アクティブな減 衰制御信号の決定中及び個人の存在下において、前記センサ手段及び前記ソース が内部に収容されている容積体を不変に維持して、前記ソースの出力と前記セン サ手段の入力との間の前記インパルス応答が不変に維持されることを可能とする ために、前記音響的構造体を改変することから成る。 このようにして、センサ手段及び前記ソースを含む容積体の不変性、そしてそ の結果としての前記ソース出力と前記センサ手段入力との間の前記インパルス応 答の不変性によって、アクティブな音響的減衰信号の決定は処理の必要性がより 少なくなっている。 本発明の他の目的は、本発明に係る前記方法を実施するためのアクティブな音 響的減衰をなすパーソナル装置であって、 −受信された制御信号に応じて、不要なノイズを低減するために、アクティブな 音響的減衰信号を送出できるソースと、 −前記不要なノイズをピックアップするセンサ手段と、 −個人の頭部の近辺に前記センサ手段と共に前記ソースを支持できる音響的構造 体と、 −所定期間中に、前記ソースの出力と前記センサ手段の入力との間における少な くとも１つのインパルス応答を決定するために、前記ソースの入力に選択された 電気信号を予め付与する電子制御手段であり、前記センサ手段によって送出され る信号のエネルギーを最小化するために、先行して決定された前記インパルス応 答に少なくとも準じて設定された所定の処理規則に従って、リアルタイムで前記 アクティブな減衰制御信号を決定する電子制御手段とを備える。 当該装置の一般定義に従えば、前記音響的構造体が、少なくとも前記アクティ ブな音響的減衰制御信号の決定中及び個人の存在下において、前記センサ手段及 び前記ソースが内部に収容されている容積体を不変に維持して、前記ソース出力 と前記センサ手段入力との間の前記インパルス応答が不変に維持されることを可 能とするために、支持及び保護の手段を具備する。 本発明の好適な実施例に従えば、前記支持手段はケーシングを備え、該ケーシ ングが、音響的に略不伝導な壁部と、個人の頭部近辺に設計された開口部と、音 響的に略不伝導で、前記仕切板を第１キャビティ及び第２キャビティに分割する 仕切板と、を具備しており、前記第１キャビティが前記開口部に従って開放され ると共に前記センサ手段を含み、前記ソースが前記仕切板によって支持され、該 ソースから発せられた信号が前記第１キャビティ内に直に伝搬されて前記仕切板 の前記開口部へ向かっている。 実際上、前記保護手段は、音響的に略伝導の材料で覆われ、個人の存在下です ら、前記第１キャビティの前記容積体を不変に維持するために、前記第１キャビ ティ内の前記開口部上に折り重ねるように設計された可倒式のグリルあるいは同 様装置を具備する。 本発明に従えば、この容積体及びこのインパルス応答の不変性は、こうして、 比較的簡単であり且つ安価であり、音響的に減衰される空間近辺で実施に移すこ とができる機械的手段によって得られて、充分なアクティブな音響的減衰の達成 を補助し、そして本発明の実施コストの削減にも寄与している。 音響的構造は、好ましくは、シートあるいは同様対象物の上方部分内に全体的 に一体化されている。 上記の米国特許第５，１３３，０１７号（ＣＡＩＮ）に記載された装置は、マ イクロホン近辺に配置された複数の点から出現するサウンドの検知に基づく「フ ィード・バック」とも呼ばれる反作用又は反動によるアクティブな音響的減衰技 術を利用している。この技術は、サウンドが検知される複数の点の回りだけのノ イズを減衰することから、比較的低効率である。この技術はそれ故に選択された 寸法の空間、より詳細には、シート上に着座する乗員の頭部を含む空間における 音響的な減衰を得るには全体として満足のいくものではない。 米国特許第４，９７７，６００号（ＺＩＥＧＬＥＲ）には、「同期性」技術と 呼ばれるアクティブな音響的減衰のための他の技術が記載されている。 この技術は、高調波サウンドを同期性規準から発せられ且つ反対位相である所 定の信号に干渉させるようにすることによって減衰させる動作に基づくものであ る。 同期性規準から発せられるこの信号は、合成的で（例えば、航空機の動力ユニ ットにおけるタコメータで駆動された合成器によって生成したもの）、全体的又 は包括的で、未検知の信号であり、減衰されるべきノイズの反転したものに一致 すると仮定されている。現在においては、実際上、測定された信号とそのモデル （合成信号）との間の一貫性はスピーチ用（スピーチ合成）には充分良好である が、ノイズ用に非常には貧弱であることが見出されている。 それ故に、そうした装置は純粋周波数とその高調波とで構成されたノイズを減 衰することだけができる。広帯域周波数内でのノイズのアクティブな減衰をなす ことができない。それ故、この技術は無作為の複数ノイズからなる騒然とした環 境において、アクティブな音響的減衰を得ることには使うことができない。 「フィード・フォワード」としても知られる予測による技術に基づくアクティ ブな音響的減衰も公知である。仏国特許第８３ １３５０２号には、通風シャフ ト等のガイドに沿って伝搬される広帯域ノイズに特に適用されるそうした技術が 記載されている。この場合、通風モータから発せられるノイズを上流側で検出し 、こうして検出された上流側のノイズの関数として、そのシャフトを横切るよう に反対ノイズを注入し、その反対ノイズの注入の下流側でシャフト内に伝搬され た残留ノイズを検出することによって、結果としての音響的減衰をチェックする こ とで、シャフト出力でアクティブな減衰を得ている。 「同期性」技術と予測による技術との間の主要な相違は、合成信号（「同期性 」技術）ではなく、ノイズ低減（「フィード・フォワード」技術）を被る空間内 に伝搬される上流側ノイズのマイクロホンによる測定の関数として、上記反対ノ イズを入念に仕上げることにある。 シートに着座している乗員の少なくとも頭部を含む選択された寸法の空間の防 音又は遮音のために、予測による技術を利用することは理論的には可能である。 複雑性、乗員のマイクロホン及びスピーカに対する互換性、この空間内における ノイズ伝搬の情報欠如、そして、こうした装置のコスト等の理由によって、これ まで当業者がこの用途においてその実現を意図してこなかった。 他方、本出願人は、乗員の頭部を含む空間内でのノイズ伝搬の知識の欠如は障 害ではなく、特定の可能性を切り開く現実であることを見出した。 こうして、本発明に係る方法は予測によって動作するタイプのものであると共 に、以下の段階を含む。 −ｇ）選択された位置に配置された遠隔センサ手段が設けられて、その位置から 対象空間へ向かって伝搬され得る不要なノイズをリアルタイムでピックアップす ることができ、処理規則としては、こうしてピックアップされた遠隔ノイズに準 じても設定される段階である。 本発明の他の目的は、本発明に従った装置によって達成されるノイズ低減空間 であり、そのノイズ低減空間は独立しており、局部的であって、互換性があり、 「たっぷりした」寸法であり、そして、その空間のアクティブな音響的減衰は当 該空間と少なくとも部分的に重複した他のノイズ低減空間のアクティブな音響的 減衰によって少なくとも部分的に増大される。 本発明の他の特性及び長所は以下の詳細説明及び図面を参照することで明らか となる。尚、図面中、 −図１は、本発明に係るアクティブな音響的減衰のためのパーソナル装置の概略 構成図であり、 −図２は、本発明に係る減衰のためのパーソナル装置を具備するシートを、部分 的側面図及び部分的断面図にて図示しており、 −図３は、本発明に係るノイズ低減空間を概略的に表わす上面図であり、 −図４は、本発明に係るノイズ低減空間を概略的に表わす、断面的側面図であり 、 −図５は、本発明に係る装置によって達成されるアクティブな音響的減衰を示す グラフである。 図１で参照されるように、アクティブな音響的減衰をなすパーソナル装置は、 個人８の少なくとも頭部（ここでは耳６）を含むアクティブな音響的減衰用空間 ４を提供するように意図された音響的構造体２を備える。 以下により詳細に説明されて明らかになるように、空間４は、航空機あるいは 自動車等のモータ駆動の乗り物におけるシートに着座している乗員の頭部を収容 するに、該シートを用いる乗員の音響的快適性を改善する観点より好適となって いる。他の用途又は適用例において、このアクティブな音響的減衰のための空間 は、内部に音響的構造体２が組込まれているワークステーションあるいは壁部の 各近辺において得ることができる。 一般に、この装置は、空間４中において、サウンドのソース３０と、サウンド のピックアップ用のセンサ手段２０を備えている。モノ−チャネルあるいはマル チ−チャネルが可能であり、即ち、ソース３０は１つあるいはそれ以上のスピー カあるいは同様装置等の音響的トランスジューサを含めてもよく、センサ手段２ ０は、１つあるいはそれ以上のマイクロホンあるいは同様装置（圧力センサ）等 の音響的トランスジューサを含むことができる。本発明に係る装置は、好ましく は、２チャネルを有し、各チャネルはそれぞれ対応する一方の耳に関連している 。シートの右側に配置されたチャネルの構成要素の参照符号には文字Ｄが付随さ れている一方、シートの左側に配置されたチャネルの構成要素の参照符号には文 字Ｇが付随されている。 電子制御手段５０はソース３０用のアクティブな減衰制御信号を発生する。 このシート適用例における電子制御手段５０は、シートの下方部のレベル又は 高さに固定されている。 本発明に従えば、遠隔センサ手段６０が設けられ、好ましくは空間４の外側に 配置されており、空間の外側にあり好ましくは案内なしにある種の遅延の後に空 間４内に伝搬され得る不要のノイズＳＥをピックアップしている。これら遠隔セ ンサ手段６０は、以下により詳細に説明するように、例えばシートの脚部に固定 されている。 留意すべきことは、変形例において当該装置は、ノイズ低減を受ける空間４内 に配置された遠隔センサを具備して機能し得ることである。この場合、遠隔セン サに対するサウンドによって生ずる乱れを濾過するアルゴリムを履行することが 賢明である。 本発明に係るアクティブな音響的減衰の基本原理に従えば、制御手段５０は選 択された電気信号を予めソースの入力に付加して、ソース３０の出力とセンサ手 段２０の入力との間の少なくとも１つのインパルス応答Ｈを決定する。予め決定 されたそうしたインパルス応答Ｈとリアルタイムでピックアップされた遠隔ノイ ズＳＥとに従って、電子制御手段は、センサ手段によって送出された信号の少な くともエネルギーを最小化するために設定された所定の規則に準拠して、リアル タイムでアクティブな減衰制御信号の値を決定している。 ここで適切に留意すべきことは、本発明に係るノイズ減衰のためのパーソナル 装置は、上述した米国特許第４，９７７，６００号に関連する狭帯域の合成信号 とは異なり、遠隔センサ手段でピックアップされた信号ＳＥがそれ自体周波数に 関して広帯域である限り、アクティブな減衰が周波数に関して広帯域であるとい う事実によって上記米国特許から区別されることである。 以下の記載において、時間領域においての用語「インパルス応答」は周波数領 域における用語「伝達関数」と同等である。同様に、以下に記載されるアルゴリ ズムは、時間領域に関連するものであるが、当該アルゴリズムは実際には周波数 領域あるいはこれら２つの領域の組合わせに関連し得る。 本発明のパーソナル減衰装置の詳細な構造及び動作は、２チャネルを有するこ うした装置の場合、以下に記載するとおりである。 遠隔マイクロホン６０はプリアンプ２２ＳＥの入力を駆動する。このプリアン プ２２ＳＥの出力は重なり防止フィルタ７４ＳＥ（いわゆる、アンチエリアシン グ・フィルタ）の入力に連結されている。フィルタ７４ＳＥの出力はアナログ／ ディジタル−コンバータ７６ＳＥの入力に連結され、その出力はディジタル処理 手段３００にデータバス２００を介して連結されている。 アナログ／ディジタル−コンバータ７６ＳＥは例えば１２ビットで動作する。 同じように、各マイクロホン２０Ｇ及び２０Ｄは、それぞれのプリアンプ２２ Ｇ及び２２Ｄの入力を駆動する。各プリアンプ２２Ｇ及び２２Ｄの出力は、それ ぞれの重なり防止フィルタ７４Ｇ及び７４Ｄの入力に連結されている。各フィル タ７４Ｇ及び７４Ｄの出力は、それぞれのアナログ／ディジタル−コンバータ７ ６Ｇ及び７６Ｄの入力に連結され、それらの出力はディジタル処理手段３００に データバス２００を介して連結されている。 重なり防止のための濾過要素７４Ｄ，７４Ｇ，７４ＳＥは、例えば、スイッチ ドキャパシタを具備したオーダー７のプログラマブル型ＥＬＬＩＰＴＩＱＵＥの フィルタである。 ディジタル処理手段３００の出力２５０は、２つのアクティブな音響的減衰チ ャネル、即ち右チャネルＤ及び左チャネルＧを駆動する。右チャネルＤは、ディ ジタル／アナログ−コンバータ７８Ｄを備え、その入力がディジタル処理手段３ ００の出力に連結され、その出力が平滑フィルタ７９Ｄの入力を駆動している。 フィルタ７９Ｄの出力はパワーアンプ９０Ｄの入力に連結され、該パワーアンプ の出力がスピーカ３０Ｄを駆動して、アクティブな音響的減衰信号ＳＡＤを拡散 する。左チャネルＧは右チャネルＤと対称的に、左チャネルとしての同一要素、 即ち、ディジタル／アナログ−コンバータ７８Ｇ、平滑フィルタ７９Ｇ、並びに 、アクティブな音響的減衰信号ＳＡＧを拡散するスピーカ３０Ｇに連結されたパ ワーアンプ９０Ｇを備える。 パワーアンプ９０Ｄ及び９０Ｇは、例えば、８オーム以下で公称１０ワット（ 実効値）のパワーを有する。それらはハイファイ品質のものであるという利点が ある。高調波ひずみの合計比率は、例えば、１０ワットの実効パワーで０．２％ 未満である。 プリアンプ２２Ｄ，２２Ｇ，２２ＳＥは、例えば標準的な実用アンプである。 ディジタル処理手段３００は、例えば、ＴＥＸＡＳ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ より品番ＴＭＳ３２０Ｐ２５として販売されているようなプロセッサを含むもの とする。 実際上、この装置の航空機への実装時あるいはその製造現場において、調整段 階を履行する必要性があり、その目標とするところはコンバータのダイナミック レンジを最大の位置にすることである。 この調整は、例えば、カセット式読取りユニット、アンプ、並びに音響スピー カを備えるシステム等の電気−音響システム（図示しない）を利用して、例えば 、動作状態において減衰されるべき望ましくないノイズに近づけるように不要の ノイズを減衰させるシミュレートをなすことによって実行する。 電気−音響システムのパワーは、例えば飛行中に、動作状態で存在するものと 同等のノイズ・レベルを空間４の領域内に提示するために調整される。 電気−音響システムが動作中であるときに、プリアンプ２２Ｅのゲインの値を 調整してこのプリアンプの出力に、アナログ／ディジタル−コンバータ７６ＳＥ によって許容された信号レベルに近い信号レベルであるが、それを実質的に下回 る信号レベルを提示するようにする。そうした調整によって、当該コンバータの 最大ダイナミックレンジが好適にも達成されることが可能となる。この調整は、 プリアンプ２２Ｄ及び２２Ｇについて繰り返される。 この調整段階の後、インパルス応答の決定が以下の如くに実行される。 先ず、ディジタル処理手段３００は、コンバータ７８の各々に対して連続的に 選択された識別信号、例えばディラック信号、ホワイトノイズ、あるいは何か別 のノイズを送出する。 左右スピーカ３０Ｄ及び３０Ｇの生成によって、コンバータのダイナミックレ ンジ調整に関しての先行する段階の処理中に調整されたものに近い信号レベルを プリアンプ２２Ｓ及び２２Ｇの出力に提供するために、以後、左右アンプ９０Ｄ 及び９０Ｇのゲインは左右チャネル用に好適に調整される。 これら２つの出力チャネルのゲインがひとたびこのようにして調整されると、 スピーカのマイクロホン２０に対する効果は決定され、スピーカとマイクロホン との間のインパルス応答が演繹又は推測される。 実際上、複数のインパルス応答が所定期間中に測定され、例えば１，０００Ｈ ｚのサンプリング周波数で、８０箇所の測定点において測定される。 インパルス応答の決定は開ループ形態、即ち電気−音響システムがオフされて いる形態（即ち、その場）で行なわれる。 しかしながら、マイクロホン２０Ｄ及び２０Ｇがスピーカ３０Ｄ及び３０Ｇに 接近して、直接音響場が反響を凌ぐ程に優勢であるシート適用例に関する限り、 飛行中に得られるインパルス応答は、開ループ状態のものと好適にも略等しいこ とを本出願人は見出している。 このため、本発明によれば、インパルス応答の識別の手続きを適用例以外の場 所で、例えば生産工場内でも好適に実行することができる。 この結果、シート等の構造体に上記装置を据付けるたびに新しい電子機器を考 案する必要性がないので、当該装置の柔軟な使用を可能としている。 更には、ゲインの調整はポテンショメータによって好適に実行される。変形例 において、チャート又はグラフによって減衰されるべき特定のノイズ用に、入力 プリアンプ２２Ｄ及び２２Ｇと出力プリアンプ９０Ｄ及び９０Ｇのポテンショメ ータの値が提供され得る。 減衰されるべきノイズがフライト条件（加速、巡航速度、乱気流）及び航空機 （プロペラ、ジェット・エンジン、超音波等々）の関数として発展する航空機シ ート適用例において、ゲインの自動検査は永続的に入力ゲイン及び出力ゲインの 値に適合し得て、入力コンバータ７６のダイナミックレンジの最大を達成し、且 つ、スピーカによって放出されるサウンド・レベルに適合する。 各種フライト条件下、制御手段５０は、周期的に及びリアルタイムで、遠隔セ ンサ手段によってピックアップされた遠隔ノイズを取得する。それらは、センサ 手段２０によって送出される信号のエネルギーの合計を表わす信号エネルギーを も計算する。 以後において、ディジタル処理手段、特にディジタル濾過要素（図示しない） が最適な収束パラメータを捜し求めて設定される。先行して測定されたインパル ス応答やリアルタイムの遠隔ノイズの情報によって、選択された最小化アルゴリ ズムがアクティブな音響的減衰制御信号の値をリアルタイムで決定することを可 能としている。ここでの収束の目標は、ノイズ低減を受ける空間内に配置された マイクロホンによって送出された信号のエネルギーを最小化することである。 例えば、最小化アルゴリズムは最小平均平方（Ｌｅａｓｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕ ａｒｅｓ）技法を利用する。 １チャネル形態において、即ち例えばマイクロホン２０等の単一センサと、例 えばスピーカ３０等の単一ソースとの１チャネル形態において、アクティブな減 衰制御信号の値の決定は、予め測定されたそのソース出力とそのセンサ手段入力 との間のインパルス応答と、遠隔センサの信号とだけが考慮される。 ２チャネル形態において、アクティブな音響的減衰制御信号の値の決定は、１ チャネルの形態の場合と実質的に同様であるが、スピーカ３０Ｇ，３０Ｄとマイ クロホン２０Ｄ，２０Ｇとの間のクロスオーバの相互作用でその１チャネルとは 異なる。しかしながら、こうしたクロスオーバの相互作用はしばしば無視するこ とができる。こうした条件下、直接インパルス応答のみが好適にも考慮されるが 、これは即ち同一チャネルに係わるセンサとソースとの間のインパルス応答であ る。 更には、ここでは、遠隔ノイズがノイズ低減を受ける空間である限り変化無し に伝搬されることと、こうした条件下、遠隔センサ手段６０によってピックアッ プされたノイズがセンサ手段２０によってピックアップされたものと実質的に同 一であることとが、仮定されていることに留意することが適当である。 尚、実際上、遠隔ノイズの伝搬における変化は生じ得る。 こうした条件下、減衰制御信号の決定は以下の規則に従って設定される。すな わち、該規則とは、ソース３０及びセンサ手段２０の間のインパルス応答や、セ ンサ手段２０によってピックアップされたノイズ及び遠隔センサ手段６０によっ てピックアップされたノイズだけでなく（変化無しの単純な場合）、ソース３０ 及び遠隔センサ手段６０の間のインパルス応答や、遠隔センサ手段６０及びセン サ手段２０の間のインパルス応答をも共に考慮することである。 図２で参照されるように、シート５００には本発明に係る減衰装置が具備され ている。シートは従来通りに基部５０４及び背部５０６を備える。ヘッドレスト ５０８は背部５０６の上方部に設けられている。このシート５００は一人用であ る。 背部５０６の骨組構造は、壁部５２２と、該壁部５２２間に配置された複数の 湾曲チューブを含む骨組み５２４とから構成されている。壁部５２２の内部面５ ２６は、ミネラルウール（ｍｉｎｅｒａｌ−ｗｏｏｌ）・タイプの防振材で好適 に覆われているが、該壁部５２２の外側面５２８は、背部５０６に関連する装飾 的な覆いで好適に覆われている。管状骨組み５２４は壁部５２２の背面上の窪み であるキャビティ５２５内に収容されている。 シートは、例えば、航空機乗員用あるいは自動車乗員用のものである。 シートは脚部５１０によってフロア５０９上に静止している。それは全体的に は従来通りのシートである。ヘッドレストのレベルにおけるその上方部だけが変 更されて、本発明に係る減衰装置を部分的に受容している。 シート適用例において、手段５２０は２つのスピーカ３０Ｄ及び３０Ｇと、２ つのマイクロホン２０Ｄ及び２０Ｇとを支持している。これら手段５２０は、そ れぞれが対応する１チャネルに関連された２つの同等ケーシング５２０Ｄ及び５ ２０Ｇを備える。これらケーシングは半閉鎖状態あるいは閉鎖状態であり、ヘッ ドレスト５０８内に組込まれている。 各ケーシングが半閉鎖状態であるという理由は、背部の背面における非剛性で 露出壁部５２２によって限定されているからである。これらの壁部は音響的に不 伝導である。それらは例えば厚さ数センチメートルのグラスウールで構成するこ とができる。 ２つの半閉鎖状態ケーシング５２０Ｄ及び５２０Ｇは中央仕切板５３５によっ て分離されている。 説明を簡単にするために、単一チャネル（ここでは左チャネル）の各種要素に ついて記載する。明らかに、この記述は右チャネルに適用され、必要に応じて変 更が加えられる。 各ケーシング（例えば、左チャネル５２０Ｇに関連されたもの）は、音響的に 不伝導な壁部、外側に向かうと共に個人の頭部に隣接する開口、並びに、音響的 に不伝導な横切り仕切板５３１Ｇを備える。この仕切板５３１Ｇはケーシングを ２つの半キャビティ、即ち、前方キャビティ５３４Ｇ及び後方キャビティ５３２ Ｇに分割している。またこれはスピーカ３０Ｇを支持している。マイクロホン２ ０Ｇに関しては、前方キャビティ５３４Ｇ内に配置されている。 後方キャビティ５３２Ｇを前方キャビティ５３４Ｇに連結しているキャップ５ ２７の一種を形成する、ヘッドレストの上方部は、剛性壁部によって好適に構成 されて、シート上部へ向かうスピーカ３０Ｇの後方波の伝搬を停止する。 開口５３０Ｇは仕切板５３１Ｇ内に設けられて、スピーカのケーシング５２０ Ｇ内への収容に利用されている。前方キャビティ５３４はスピーカ３０Ｇの振動 板３１Ｇの前方に設けられている。 マイクロホン２０Ｇはこの前方キャビティ５３４Ｇ内部に収容されて、以下に より詳細に記載される幾何学的規則に従ってノイズ低減を受ける空間近くに配置 される。 ソースとセンサ手段との間のインパルス応答の不変性が比較的簡単で且つ安価 な機械的手段によって得ることできることであり、該機械的手段は音響的に減衰 されるべき空間に接近した状態で実行に移すことができ、十分な音響的減衰の達 成を助長すると共に、本発明実施のコストの低減に寄与することを、本出願人は 見出している。 この結果は、例えば個人頭部の移動から生じたり、外部から前方キャビティ５ ３４Ｄへの機械的侵害から生ずる音響的不安定性から、上述した半閉鎖状態の音 響的ケーシングの保護をなすことが可能な保護手段によって得られる。 図２で参照されるように、これら保護手段は、ヘッドレスト５０８の上方部レ ベルにおける水平軸線５６２に関連して旋回可能に取付けられたグリル６００を 備える（背部５０６は垂直軸線５３２に沿って延在していると考える）。グリル はその開位置で表わされている。その作動位置として、仕切板５３１の前方に折 り重なることができる。このようにして、グリルは上述した各前方キャビティ５ ３４Ｇ及び５３４Ｄ内にそれぞれ配置されたマイクロホン及び振動板を保護する 。 留意されるべきことは、グリルが各前方キャビティ５３４の容積体を限定して いることであり、よって各前方キャビティは不変となり、不変なインパルス応答 の獲得を可能としている。グリルは音響的に伝導的であり剛性がある。その形状 はヘッドレストの形状を好適に模倣するものである。 このグリル６００は、例えば、曲線から成るバー６６を連結する直線バー５６ ４を備える。変形例において、保護手段は、露出された音響的に伝導的な壁部を 備える。 実際上、乗員の快適性のために、グリルを連続気泡の音響的に伝導的なフォー ム６０２あるいは穿孔された防火フォームで覆うような備えがなされる。このフ ォーム６０２は同様に音響的に伝導的な生地６０４で好適に覆われる。 更に、ソース用の減衰制御信号を発生する電子制御手段５０は、基部５０４の 下方面５５１に固定されたハウジング５５０内に収容されている。 実際上、遠隔センサ手段６０はノイズ低減を受ける空間４の外側に配置されて 、空間４の外部でその空間内に自由に伝搬され得る不要のノイズをピックアップ する。これら遠隔センサ手段は、例えば、支持体５６１によってシートの脚部５ １０に固定されたマイクロホン６０である。 遠隔マイクロホン６０は、その遠隔マイクロホン６０を取り囲んでいるグリル ５６３によって外部から好適に保護されている。 変形例において、遠隔マイクロホン６０は加速度計によって代替あるいは補助 され得る。この加速度計からの発する情報は、ノイズを表わす信号として利用可 能である。 ケーブルあるいは連結部５５２が設けられて、制御手段５０をソース３０、セ ンサ２０、並びに遠隔センサ手段６０に連結している。この装置は、これが航空 機内の搭載電源に接続された電力供給源入力を備える限り独立したものである。 センサ手段２０及び外部センサ手段６０の間の干渉性を得るために、本発明に 係る装置はこれら手段２０及び６０を、音響的信号を汚染する可能性がある振動 的な乱れを受動的に濾過する支持体上に位置決めしている。 実際上、マイクロホンの支持体はエラストマー・タイプの材料によって構成さ れる。 図３で参照されるように、スピーカ３０Ｇ及び３０Ｄは保護グリル６００の近 く、例えば数センチメートルの隔たりをもって配置される。 スピーカ及びマイクロホンの幾何学的な配列は、選択された幾何学的規則を遵 守して、選択された寸法のノイズ低減空間を得ている。 図３及び図４で参照されるように、本出願人は以下の形態に伴う重要な結果を 入手した。 −２つのマイクロホン２０Ｄ及び２０Ｇの間の距離Ｄ１、Ｄ１＝１７ｃｍ、 −スピーカ３０Ｄの振動板と関連するマイクロホン２０Ｇの振動板との間の距離 Ｄ２、Ｄ２＝４〜５ｃｍ、 −スピーカ３０Ｇの軸線とマイクロホン２０Ｇの軸線との間の距離Ｄ３＝１５ｃ ｍ。 アクティブな音響的減衰空間の寸法は、減衰されるべきノイズ（ここでは、例 えば航空機のターボプロップ・エンジンのノイズ）の周波数の関数として変動す る。 ６８Ｈｚ（空間Ｅ１に関連）、１３６Ｈｚ（Ｅ２）、並びに２０４Ｈｚ（Ｅ３ ）の周波数で、それぞれ３ｄＢよりも良好な減衰あるいは３ｄＢと同等の減衰を 提示するノイズ低減空間Ｅ１、Ｅ２、並びにＥ３の寸法は以下の如くである。 −空間Ｅ１の長さＬ１： ５５ｃｍ、 −空間Ｅ１，Ｅ２の幅１１： ４８ｃｍ、 −空間Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３の高さＨ１： ６０ｃｍ、 −空間Ｅ２の長さＬ２： ６７ｃｍ、 −空間Ｅ３の長さＬ３： ５５ｃｍ、 −空間Ｅ２の幅１３（ｓｉｃ）： ２３ｃｍ、 −マイクロホン２０と空間Ｅ１の前端との間の幅ｒ１： ３３ｃｍ、 −マイクロホン２０と空間Ｅ３の前端との間の幅ｒ３： ２３ｃｍ、 −マイクロホン２０と空間Ｅ１あるいはＥ２の上方端との間の高さＨ２： ２４ ｃｍ。 上記より以下の減衰が獲得された。 −１２ｄＢの減衰を、６８Ｈｚの基本周波数でスピーカから１０ｃｍの距離で獲 得、 −３０ｄＢの減衰を、１３６Ｈｚの高調波周波数でスピーカから１０ｃｍの距離 で獲得、 −２５ｄＢの減衰を、２０４Ｈｚの高調波周波数でスピーカから１０ｃｍの距離 で獲得。 更に、スピーカの振動板と関連するマイクロホンの振動板との間の距離Ｄ２か 増大すると、アクティブな音響的減衰が増大することを本願出願人は見出した。 図５で参照されるように、本発明に係る装置内でのｄＢ単位でのノイズは破線 で表わされ、本発明に係る装置によるノイズは実線で表わされている。これらの 結果は、安定飛行中におけるターボプロップ航空機内での騒々しい平均状態下で 、ソースから１０ｃｍの距離のところで得られた。 従来技術との比較において、限定された空間内でのアクティブな減衰に僅かな 傾斜が存在することを本出願人は見出した。 更に、この方法によって獲得されたノイズ低減空間は、ノイズ低減され、個々 別々で、局所的で、互換性があって、そして「たっぷりした」寸法である空間を 構成し、そうした空間のアクティブな音響的減衰が、その空間と少なくとも部分 的に重複している他のノイズ低減空間のアクティブな音響的減衰によって少なく とも部分的に増大可能であり、且つそうした空間のアクティブな音響的減衰が他 のノイズ低減空間に対して寄生干渉を生ずることなく追加可能であるを、本出願 人は見出した。 こうして、本発明の効力によって、以上のようにして得られた複数の個々別々 のノイズ低減空間の結合体に実質的に一致する選択された寸法の全体的な容積体 内において良好な音響的減衰を獲得することが可能であり、その場合、個別の空 間の単なる追加あるいは引抜きによってその全体的な容積体の寸法を随意に変更 することが可能であり、個別の装置の欠損時に個別の空間を他のものと相互交換 することが可能である。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年３月１０日 【補正内容】 請求の範囲の補正（翻訳） １．アクティブな音響的減衰をなすパーソナル方法であって、 −ａ）受信された制御信号に応じて、不要なノイズを低減するために、アクティ ブな減衰信号（ＳＡ）を送出できるソース（３０）を設ける段階と、 −ｂ）前記不要なノイズをピックアップするセンサ手段（２０）を設ける段階と 、 −ｃ）個人の頭部の近辺に前記センサ手段（２０）と共に前記ソース（３０）を 支持できる音響的構造体（２）を設ける段階と、 −ｄ）前記ソース用に前記アクティブな減衰制御信号を発生できる電子制御手段 （５０）を設ける段階と、 −ｅ）所定期間中に、前記ソースの出力と前記センサ手段の入力との間における 少なくともインパルス応答（Ｈ）を決定するために、前記ソースの入力に選択さ れた電気信号を予め付与する段階と、 −ｆ）前記センサ手段によって送出される信号のエネルギーを最小化するために 、先行して決定された前記インパルス応答に少なくとも準じて設定された所定の 処理規則に従って、リアルタイムで前記アクティブな減衰制御信号を決定する段 階との諸段階を含み、 前記段階ｃ）が、支持及び保護の手段（５２０，５６０）を維持しながら前記 音響的構造体（２）を改変することからなり、前記センサ手段（２０）及び前記 ソース（３０）が収容されている容積体（５６４）の範囲を明確にし、当該容積 体が少なくとも前記アクティブな減衰制御信号の決定中及び個人の存在下におい て不変に維持され、前記ソース（３０）の出力と前記センサ手段（２０）の入力 との間の前記インパルス応答（Ｈ）が不変に維持されることを可能とする方法。 ２．請求項１に記載の方法であって、 −ｇ）選択された位置に配置されて、リアルタイムでその位置から個人（８）の 少なくとも頭部（６）を含むアクティブな音響的減衰空間へ伝搬できる不要ノイ ズをピックアップすることができる遠隔センサ手段（６０）を設け、前記処理規 則が、こうしてピックアップされた前記遠隔ノイズに更に準じて設定される段階 を更に含む方法。 ３．アクティブな音響的減衰をなすパーソナル装置であって、 −受信された制御信号に応じて、不要なノイズを低減するために、アクティブな 音響的減衰信号（ＳＡ）を送出できるソース（３０）と、 −前記不要なノイズをピックアップするセンサ手段（２０）と、 −個人の頭部の近辺に前記センサ手段（２０）と共に前記ソース（３０）を支持 できる音響的構造体（２）と、 −所定期間中に、前記ソースの出力と前記センサ手段の入力との間における少な くとも１つのインパルス応答（Ｈ）を決定するために、前記ソースの入力に選択 された電気信号を予め付与する電子制御手段（５０）であり、前記センサ手段に よって送出される信号のエネルギーを最小化するために、先行して決定された前 記インパルス応答に少なくとも準じて設定された所定の処理規則に従って、リア ルタイムで前記アクティブな減衰制御信号を決定する電子制御手段（５０）と、 前記音響的構造体（２）は支持及び保護の手段（５２０，５６０）を有してお り、当該支持及び保護の手段は前記センサ手段（２０）及び前記ソース（３０） が収容されている容積体（５３４）の範囲を明確にし、当該容積が少なくとも前 記アクティブな減衰制御信号の決定中及び個人の存在下において維持され、前記 ソース（３０）の出力と前記センサ手段（２０）の入力との間の前記インパルス 応答（Ｈ）が不変に維持される装置。 ４．前記支持手段（５２０）がケーシングを備え、該ケーシングが、音響的に略 不伝導な壁部と、個人の頭部近辺に設計された開口部と、音響的に略不伝導で、 当該ケーシングを第１キャビティ（５３４）及び第２キャビティ（５３２）に分 割する仕切板と、を具備しており、前記第１キャビティ（５３４）が前記開口部 に従って開放されると共に前記センサ手段（２０）を含み、前記ソースが前記仕 切板によって支持され、該ソースから発せられた信号が前記第１キャビティ内に 直に伝搬されて前記ケーシングの前記開口部へ向かっている請求項３に記載の装 置。 ５．前記保護手段（６００）が、音響的に略伝導的な材料で覆われ、個人の存在 下においてすら、前記第１キャビティ（５３４）の前記容積体を不変に維持する ために、前記第１キャビティ（５３４）内の前記開口部上に折り重ねるように設 計された可倒式の露出状グリルあるいは同様装置を具備する請求項４に記載の装 置。 ６．前記音響的構造体（２）が、シートあるいは同様対象物の上方部内に全体的 に一体化されている、請求項３〜５のうち何れか一項に記載の装置。 ７．前記センサ手段（２０）が、少なくとも１つのマイクロホンあるいは同様装 置を具備する、請求項３〜６のうち何れか一項に記載の装置。 ８．選択された位置に配置されて、前記位置から個人（８）の少なくとも頭部（ ６）を含むアクティブな音響的減衰空間（４）へ向かって伝搬され得る不要なノ イズをリアルタイムでピックアップすることができる遠隔センサ手段（６０）を 更に備え、前記電子制御手段が、このようにしてピックアップされた前記遠隔ノ イズに更に準じて前記アクティブな減衰制御信号を決定する請求項３に記載の装 置。 ９．前記遠隔センサ手段（６０）が、少なくとも１つのマイクロホン及び／又は 少なくとも１つの加速度計を具備する請求項８に記載の装置。 １０．前記遠隔センサ手段（６０）が、単一指向性で、旋回自在であり、機械的 侵害に対する保護をなす構造体（５６３）内に収容されている、請求項８及び９ のうち何れか一項に記載の装置。 １１．ソース（３０）が、少なくとも１つのスピーカあるいは同様装置を含む、 請求項３〜１０のうち何れか一項に記載の装置。 １２．前記センサ手段及び／あるいは前記遠隔センサ手段が、寄生振動を減衰す ることができる減衰手段上に取り付けられている、請求項３〜１０のうち何れか 一項に記載の装置。 １３．請求項３〜１２のうち何れか一項に記載されたアクティブな音響的減衰を なすパーソナル装置を、少なくとも部分的に収容するシート・タイプあるいは同 様物の音響的構造体。 １４．請求項１３に記載された音響的構造を複数有しており、当該音響的構造に より得られる音響的減衰を付加すべく略隣接した状態で配置され、このようにし て当該付加により得られる空間全体的なノイズ低減空間を得るアクティブな音響 的減衰システムの実装装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ ，ＢＲ，ＣＡ，ＣＮ，ＣＺ，ＥＥ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ， ＪＰ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＶ，Ｍ Ｄ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＸ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＳＧ ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 カルム・クリスティアン フランス国、Ｆ−13008 マルセイユ、ブ ールヴァール・バラル、35、ル・ブラジリ ヤ (72)発明者 ルール・アラン フランス国、Ｆ−13011 マルセイユ、 レ・ジャルダン・ドゥ・モンブラン、６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．アクティブな音響的減衰をなすパーソナル方法であって、 −ａ）受信された制御信号に応じて、不要なノイズを低減するために、アクティ ブな減衰信号（ＳＡ）を送出できるソース（３０）を設ける段階と、 −ｂ）前記不要なノイズをピックアップするセンサ手段（２０）を設ける段階と 、 −ｃ）個人の頭部の近辺に前記センサ手段（２０）と共に前記ソース（３０）を 支持できる音響的構造体（２）を設ける段階と、 −ｄ）前記ソース用に前記アクティブな減衰制御信号を発生できる電子制御手段 （５０）を設ける段階と、 −ｅ）所定期間中に、前記ソースの出力と前記センサ手段の入力との間における 少なくともインパルス応答（Ｈ）を決定するために、前記ソースの入力に選択さ れた電気信号を予め付与する段階と、 −ｆ）前記センサ手段によって送出される信号のエネルギーを最小化するために 、先行して決定された前記インパルス応答に少なくとも準じて設定された所定の 処理規則に従って、リアルタイムで前記アクティブな減衰制御信号を決定する段 階との諸段階を含み、 前記段階ｃ）が、少なくとも前記アクティブな減衰制御信号の決定中及び個人 の存在下において、前記センサ手段（２０）及び前記ソース（３０）が内部に収 容されている容積体（５３４）を不変に維持して、前記ソース（３０）の出力と 前記センサ手段（２０）の入力との間の前記インパルス応答（Ｈ）が不変に維持 されることを可能とするために、前記音響的構造体（２）を改変することから成 る方法。 ２．請求項１に記載の方法であって、 −ｇ）選択された位置に配置されて、リアルタイムでその位置から前記空間（４ ）へ伝搬できる不要ノイズをピックアップすることができる遠隔センサ手段（６ ０）を設け、前記処理規則が、こうしてピックアップされた前記遠隔ノイズに更 に準じて設定される段階を更に含む方法。 ３．アクティブな音響的減衰をなすパーソナル装置であって、 −受信された制御信号に応じて、不要なノイズを低減するために、アクティブな 音響的減衰信号（ＳＡ）を送出できるソース（３０）と、 −前記不要なノイズをピックアップするセンサ手段（２０）と、 −個人の頭部の近辺に前記センサ手段（２０）と共に前記ソース（３０）を支持 できる音響的構造体（２）と、 −所定期間中に、前記ソースの出力と前記センサ手段の入力との間における少な くとも１つのインパルス応答（Ｈ）を決定するために、前記ソースの入力に選択 された電気信号を予め付与する電子制御手段（５０）であり、前記センサ手段に よって送出される信号のエネルギーを最小化するために、先行して決定された前 記インパルス応答に少なくとも準じて設定された所定の処理規則に従って、リア ルタイムで前記アクティブな減衰制御信号を決定する電子制御手段（５０）と、 前記音響的構造体（２）が、少なくとも前記アクティブな減衰制御信号の決定 中及び個人の存在下において、前記センサ手段（２０）及び前記ソース（３０） が内部に収容されている容積体（５３４）を不変に維持して、前記ソース（３０ ）の出力と前記センサ手段（２０）の入力との間の前記インパルス応答（Ｈ）が 不変に維持されることを可能とするために、支持及び保護の手段（５２０，６０ ０）を具備していることから成るタイプの装置。 ４．前記支持手段（５２０）がケーシングを備え、該ケーシングが、音響的に略 不伝導な壁部と、個人の頭部近辺に設計された開口部と、音響的に略不伝導で、 当該ケーシングを第１キャビティ（５３４）及び第２キャビティ（５３２）に分 割する仕切板と、を具備しており、前記第１キャビティ（５３４）が前記開口部 に従って開放されると共に前記センサ手段（２０）を含み、前記ソースが前記仕 切板によって支持され、該ソースから発せられた信号が前記第１キャビティ内に 直に伝搬されて前記ケーシングの前記開口部へ向かっている、請求項３に記載の 装置。 ５．前記保護手段（６００）が、音響的に略伝導的な材料で覆われ、個人の存在 下においてすら、前記第１キャビティ（５３４）の前記容積体を不変に維持する ために、前記第１キャビティ（５３４）内の前記開口部上に折り重ねるように設 計された可倒式の露出状グリルあるいは同様装置を具備する請求項４に記載の装 置。 ６．前記音響的構造体（２）が、シートあるいは同様対象物の上方部内に全体的 に一体化されている、請求項３〜５のうち何れか一項に記載の装置。 ７．前記センサ手段（２０）が、少なくとも１つのマイクロホンあるいは同様装 置を具備する、請求項３〜６のうち何れか一項に記載の装置。 ８．選択された位置に配置されて、前記位置から前記空間（４）へ向かって伝搬 され得る不要なノイズをリアルタイムでピックアップすることができる遠隔セン サ手段（６０）を更に備え、前記電子制御手段が、このようにしてピックアップ された前記遠隔ノイズに更に準じて前記アクティブな減衰制御信号を決定する請 求項３に記載の装置。 ９．前記遠隔センサ手段（６０）が、少なくとも１つのマイクロホン及び／又は 少なくとも１つの加速度計を具備する請求項８に記載の装置。 １０．前記遠隔センサ手段（６０）が、単一指向性で、旋回自在であり、機械的 侵害に対する保護をなす構造体（５６３）内に収容されている、請求項８及び９ のうち何れか一項に記載の装置。 １１．ソース（３０）が、少なくとも１つのスピーカあるいは同様装置を含む、 請求項３〜１０のうち何れか一項に記載の装置。 １２．前記センサ手段及び／あるいは前記遠隔センサ手段が、寄生振動を減衰す ることができる減衰手段上に取り付けられている、請求項３〜１０のうち何れか 一項に記載の装置。 １３．請求項３〜１２の内の何れか一項に記載の前記装置によって得られる、個 人（８）の少なくとも頭部（６）を含むアクティブな音響的減衰空間（４）。 １４．全体的なノイズ低減空間を得るべく、部分的重複を伴ってあるいは部分的 重複を伴わずに、略隣接した状態で配置された、請求項１３で記載されたような 個々別々となった前記空間を複数含んで成る空間。 １５．請求項３〜１４のうち何れか一項で記載されたアクティブな音響的減衰を なすパーソナル装置を、少なくとも部分的に収容するシート・タイプあるいは同 様物の音響的構造体。