JP4523640B2 - スピーカ内蔵シートおよびパーソナル音場システム - Google Patents

Description

本発明は、スピーカ内蔵シートに関し、詳細には、シートに低音域用スピーカを内蔵したスピーカ内蔵シートに関する。

耳で聞きにくい低音を人間の皮膚や骨を介して身体に伝え、よりリアルに音を感じさせる（以下、音響体感と略すことがある）装置として、例えば、電気振動変換器を内蔵したシート（座席）である「ボディソニック」（商品名）等が知られている。

かかる音響体感シートは、オーディオ愛好者向けだけでなく、福祉・医療分野のリハビリテーション促進の手段として、また、アミューズメント（娯楽）産業分野や教育産業分野における体感シミュレータの補助体感装置として利用されている。

従来の音響体感シートとしては、耳元にピロースピーカを取り付け、背中・腰下のクッションに振動体を埋め込み、当該振動体で低音を振動に変換して背中・腰下に振動を与える構造が公知である（例えば、特許文献１〜４参照）。

実願平９−５７５５号 実願平５−３３４５７号 実願昭５９−１８４０２６号 特願平４−３４８１５５号

しかしながら、従来の音響体感シートは、シートに着座した者の頭部後方に音空間を形成するため、音が後ろから聞こえるので音の聞こえ方が不自然であるという問題がある。また、背中と腰下から低音域の振動があるため、背中からの振動が不自然と感じ、快適感を得られないという問題がある。また、振動体に低音域の機械振動を発生させて当該振動を着座者に直接与える構成であるので、音響体感効果に有益な低音域の再生効率が悪いという問題がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、低音域の再生効率に優れ、着座者に快適感を与えることが可能なスピーカ内蔵シートおよび当該スピーカ内蔵シートを搭載したパーソナル音場システムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、少なくとも着座部と背もたれ部とを有するスピーカ内蔵シートにおいて、前記着座部の内部に低音域用スピーカを配置し、前記背もたれ部の内部の耳元位置まで伸張する管路を前記低音域用スピーカに接続し、前記低音域用スピーカから出力される音を前記管路を介して前記耳元位置から出力することを特徴とする。

図１−１は、実施の形態１に係るスピーカ内蔵シートの概略の外観構成を示す図である。 図１−２は、図１−１の内部のフレーム構造を示す図である。 図１−３は、図１−１のＡ−Ａ断面を示す図である。 図１−４は、図１−１のＢ−Ｂ断面を示す図である。 図１−５は、図１−１の側面方向の断面を示す図である。 図２は、実施の形態２に係るパーソナル音場システムの概略構成を示す模式図である。 図３は、実施の形態２に係るパーソナル音場システムの音声処理回路の構成例を示す図である。 図４は、実施の形態３に係るパーソナル音場システムの概略構成を示す模式図である。 図５は、実施の形態３に係るパーソナル音場システムの音声処理回路の構成例を示す図である。

符号の説明

１ スピーカ内蔵シート
２ 着座部
３ 背もたれ部
４ メッシュ状表皮部材
５ 遮音部材
６Ｒ，６Ｌ スピーカ
７ フレーム
８ クッション部材
９ スペーサ部材
１０ ウーハー
１１ ウーハーユニット
１２ ウーハーボックス
２０ ダクト
７１，７２ 側面部
７３ａ，７３ｂ，７３ｃ パイプ
７４ スピーカ規制部
１００ センターフロントスピーカＣＦ
１０１ ミクサ
１０２，１０３，１０４ ＢＰＦ
１０５，１０６ 遅延回路
１０７ ミクサ
２００Ｒ フロントライトピーカＦＲ
２００Ｌ フロントレフトピーカＦＬ
２０１ ミクサ
２０２，２０３，２０４ ＢＰＦ
２０５，２０６ 遅延回路

以下に、この発明につき最良な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではなく、また、実施の形態の中で説明されている特徴の組み合わせのすべてが発明の解決手段に必要であるとは限らない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものまたは実質的に同一のものが含まれる。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係るスピーカ内蔵シート１を説明するための図であり、図１−１は、実施の形態１に係るスピーカ内蔵シート１の概略の外観構成を示す図、図１−２は、図１−１の内部のフレーム構造を示す図、図１−３は、図１−１のＡ−Ａ断面を示す図、図１−４は、図１−１のＢ−Ｂ断面を示す図、図１−５は、図１−１の側面方向の断面を示す図である。

図１−１に示すように、実施の形態１に係るスピーカ内蔵シート１は、着座部２と背もたれ部３とで構成されている。着座部２は、その座面側に音の透過性に優れたメッシュ状表皮部材（メッシュシートとも称する）４が配されており、その側面側および底面側には音の遮音性に優れた遮音部材（遮音シートとも称する）５が配されている。また、着座部２には、ウーハー（低音域用スピーカ）１０が内蔵されている。ウーハー１０には、一対のダクト２０が接続されており、背もたれ部３に配されるスピーカ６Ｒ，６Ｌの下部位置まで伸張している。ここでは、ウーハー１０との管路として、ダクト２０を使用することにしたが、ウーハー１０との通路を形成できれば如何なる部材を使用してもよく、例えば、パイプを使用することにしても良い。

背もたれ部３は、その前面側にメッシュ状表皮部材４が配されており、その側面側および背面側には、遮音部材５が配されている。背もたれ部３の内部には、着座者の耳元位置に、中・高音域用のスピーカ６Ｒ、６Ｌが収容されており、上述したように、スピーカ６Ｒ、６Ｌの下部、着座者の耳元位置までダクト２０が伸張している。スピーカ６Ｒ、６Ｌは、後述するように、弾性部材により前後方向に移動可能に支持されている。

メッシュ状表皮部材４および遮音部材５は、図１−２に示すフレーム７によって支持されており、フレーム７を覆うように形成されている。メッシュ状表皮部材４としては、例えば、東レ（Ｒ）「フュージョン（Ｒ）」等の立体編み物（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ１．ｅｘ．ａｓａｈｉ−ｋａｓｅｉ．ｃｏ．ｊｐ／ｔｘｐｔ／ｔｘｍ／ｊａ／ｆｕｓｉｏｎ／ｌａｙｅｒ１／ｆｅａｔｕｒｅ＿ｊａ．ｈｔｍｌ）を使用することができる。かかる立体編み物は、上部ハニカムメッシュと下部ハニカムメッシュをつなぐ弓状の連結糸がバネの役割を果たし、優れた体圧分散性を維持することができる。また、メッシュ組織や連結糸との隙間を空気が自由に通り抜けることで良好な通気性を得ることができる。遮音部材５としては、例えば、遮音性の布、皮、ポリエステルの不織布、人工皮革等を使用することができる。メッシュ状表皮部材４および遮音部材５は撓み可能に形成されている。

フレーム７は、一対の側面部７１，７２と、両側面部７１，７２を連結するパイプ７３ａ，７３ｂ，７３ｃ、スピーカ６Ｒ，６Ｌの上下方向を規制するための略Ｌ字形状を呈する一対のスピーカ規制部７４を備えている。

図１−３〜図１−５に示すように、背もたれ部３では、メッシュ状表皮部材４と遮音部材５とで、大きな内部空間Ｅ（＝中空）を形成している。この内部空間Ｅには、スピーカ６Ｒ，６Ｌおよびダクト２０が配置される。このように、内部空間Ｅとして大きな空間を形成しているので、大きなスピーカを配置することができる。スピーカ６Ｒ，６Ｌは、音を放音するスピーカユニット６１と、スピーカユニット６１を収容する樹脂製の柔軟性のあるスピーカーボックス６２とで構成されている。

具体的には、スピーカ６Ｒ，６Ｌは、フレーム７の側面部７１，パイプ７３ａ，およびスピーカ規制部７４に挟まれる空間に配置され、その上下方向がスピーカ規制部７４とパイプ７３ａとにより規制される。スピーカ規制部７４の大きさは、配置するスピーカの大きさによって選択される。また、スピーカ６Ｒ，６Ｌの側面方向は、スピーカ６Ｒ，６Ｌの両側面とフレーム７の側面部７１およびスピーカ規制部７４間に配される、弾性部材であるクッション部材８によって移動可能に支持されている。また、スピーカ６Ｒ，６Ｌの前後方向は、メッシュ状表皮部材４および遮音部材５とスピーカ６Ｒ，６Ｌの前面・背面間に配されるクッション部材８によって移動可能に支持されている。

上記構成のスピーカ内蔵シート１において、使用者がスピーカ内蔵シート１の着座部２に着座し、背もたれ部３に背をもたれると、メッシュシ状表皮部材４が撓み、これによりクッション部材８が弾性変形し、クッション部材８の変形に伴ってスピーカ６Ｒ，６Ｌの位置が後方に移動するため、使用者の体にスピーカ６Ｒ，６Ｌが当たることがなく、快適な座り心地となる。

図１−５に示すように、着座部２に配されたウーハー１０は、ウーハーユニット１１とウーハーユニット１２を収容する樹脂製のウーハーボックス１２とで構成されている。ウーハーボックス１２には開口穴が形成されており、この開口穴には一対の樹脂製のダクト２０が接続されており、スピーカ６Ｒ、６Ｌの下部、着座者の耳元位置まで延在している。ウーハーボックス１２およびダクト２０は、柔軟性のある材料が望ましい。ウーハー１０の前方方向は、パイプ７３ｃによって規制されており、上下方向はスペーサ部材９で支持されている。着座部２においては、ウーハー１０の振動がスペーサ部材９を介してメッシュ状表皮部材４に伝わり座面が振動する。座面にウーハー１０の振動を伝達するための構成は、図１−５に示す構成に限定されるものではなく、如何なる構成としてもよく、例えば、ウーハー１０とメッシュ状表皮部材４の間に振動の伝達特性に優れた板を設けて座面に振動を伝達する構成としてもよい。

上記構成のスピーカ内蔵シート１では、背もたれ部３の耳元位置に配置されたスピーカ６Ｒ，６Ｌで中高域の音を再生し、着座部２に配置されたウーハー１０で、座面下部から低周波の振動を着座者に直接与え、ウーハー１０からダクト２０を介して、背もたれ部３の耳元から低音を再生する。これによれば、耳に聞こえない低周波はウーハー１０から直接、メッシュ状表皮部材４を振動させて着座者に伝え、また、耳に聞こえる低周波はダクト２０を介して着座者の耳元に届き、中域から高域はスピーカ６Ｒ，６Ｌからシート状表皮部材４を通り抜けて着座者の耳に届くことになる。このため、例えば、運転席の車載シートに利用した場合には、車の中で運転者だけ大きな音量で音楽や、メッセージを聞くことができ、同乗者がうるさくなく、運転者が眠気防止用に大音量で音楽を聴いて眠気を解消することができる。

以上説明したように、実施の形態１によれば、着座部２の内部に低音域用のウーハー１０を配置し、背もたれ部３の耳元位置まで伸張するダクト２０をウーハー１０に接続し、ウーハー１０から出力される低音の音をダクト２０を介して耳元位置から出力することとしたので、低音域の再生効率に優れ、着座者に快適感を与えることができる。付言すると、低周波の振動が座面から着座者に効果的に伝搬し、また、耳に聞こえる低周波の音声がダクト２０を介して着座者の耳元から再生されるので、低音域の再生効率を向上させることが可能となる。また、着座者の背中が振動せずに尻下のみが振動するため、体に余計な振動を与えることなく、着座者に快適感を与えることができる。

また、実施の形態１によれば、背もたれ部３の耳元位置に、中・高音域用のスピーカ６Ｒ，６Ｌを配置したので、耳元から中・高音を聞くことができる。また、着座部２の座面側および背もたれ部２の前面側には音の透過性に優れたメッシュ状表皮部材４が配しているので、空気の抜け・音の抜けがよく、また、背もたれ部３の背面側には音の遮音性に優れた遮音部材５を配しているため、遮音性が高く周辺への音漏れが少なく、着座者には、小音量でも大きな音で聞くことができ、効率的に音声を出力することができる。

（実施の形態２）
図２および図３を参照して、実施の形態２に係るパーソナル音場システムについて説明する。実施の形態２に係るパーソナル音場システムは、実施の形態１のスピーカ内蔵シート１を使用して、好適な音場を提供するものである。

図２は、実施の形態２に係るパーソナル音場システムの概略構成を示す模式図である。実施の形態２に係る音場システムは、図２に示すように、スピーカ内蔵シート１の前方に、センターフロントスピーカ（ＣＦ）１００を配置した構成である。センターフロントスピーカ（ＣＦ）１００は、スピーカ内蔵シート１の前方に配置すればよく、その配置場所は限定されるものではなく、例えば、車の場合には、前方の天井やハンドル中央部に取り付けることにしても良い。スピーカ内蔵シート１のスピーカ６Ｒ，６Ｌは、リヤライトスピーカＲＲ，リヤレフトスピーカＲＲとして使用する。

図３は、実施の形態２に係るパーソナル音場システムの音声処理回路の構成例を示す図である。音声処理回路は、図３に示すように、ミクサ１０１，ＢＰＦ１０２，１０３，１０４と、遅延回路１０５，１０６と、ミクサ１０７とを備えている。

図３に示す音声処理回路には、ＣＤ，ＤＶＤ，ＭＤプレーヤー等の音源からＲ，Ｌ信号が入力され、そのＲ信号はミクサ１０１およびＢＰＦ１０２に入力し、そのＬ信号はミクサ１０１およびＢＰＦ１０４に入力する。

ミクサ１０１は、入力されるＲ信号およびＬ信号をミキシングした後、ＢＰＦ１０３に出力する。ＢＰＦ１０３は、ミクサ１０１から入力される信号の４００ＨＺ以上の成分（中・高周波数成分）をカットして、ウーハーＷＦに出力する。

ＢＰＦ１０２は、入力されるＲ信号の２００ＨＺ以下の成分（低周波数成分）をカットして、遅延回路１０５およびミクサ１０７に出力する。遅延回路１０５は、ＢＰＦ１０２から入力されるＲ信号を所定時間（例えば、５〜１０ｍｓｅｃ）遅延させて、リヤライトスピーカＲＲに出力する。

ＢＰＦ１０４は、入力されるＬ信号の２００ＨＺ以下の成分（低周波数成分）をカットして、遅延回路１０６およびミクサ１０７に出力する。遅延回路１０６は、入力されるＬ信号を所定時間（例えば、５〜１０ｍｓｅｃ）遅延させて、リヤレフトスピーカＲＬに出力する。

ミクサ１０７は、ＢＰＦ１０２，１０４からそれぞれ入力されるＲ，Ｌ信号をミキシングしてセンターフロントスピーカＣＦに出力する。

実施の形態２によれば、センターフロントスピーカＣＦおよびリヤライト・レフトスピーカＲＲ，ＲＬに出力する音声信号に、残響処理と周波数特性変換処理を行って、音像を着座者の頭部前方に定位することとしたので、スピーカ内蔵シート１の着座者に快適なパーソナル音場空間を提供することが可能となる。

（実施の形態３）
図４〜図５を参照して、実施の形態３に係るパーソナル音場システムについて説明する。実施の形態３に係るパーソナル音場システムは、実施の形態１のスピーカ内蔵シート１を使用して、好適な音場を提供するものである。

図４は、実施の形態３に係るパーソナル音場システムの概略構成を示す模式図である。実施の形態３に係るパーソナル音場システムは、図４に示すように、スピーカ内蔵シート１の前方に、フロントライト・レフトスピーカ（ＦＲ，ＦＬ）２００Ｒ，２００Ｌを配置した構成である。フロントライト・レフトスピーカ（ＦＲ，ＦＬ）２００Ｒ，２００Ｌは、スピーカ内蔵シート１の前方に配置すればよく、その配置場所は限定されるものではなく、例えば、スピーカ内蔵シート１に肘掛け部を設け、当該肘掛け部の前方に取り付けても良い。スピーカ内蔵シート１のスピーカ６Ｒ，６Ｌは、リヤライト・レフトスピーカＲＲ、ＲＬとして使用する。

図５は、実施の形態３に係るパーソナル音場システムの音声処理回路の構成例を示す図である。音声処理回路は、図５に示すように、ミクサ２０１，ＢＰＦ２０２，２０３，２０４と、遅延回路２０５，２０６とを備えている。

図５に示す音声処理回路には、ＣＤ，ＤＶＤ，ＭＤプレーヤー等の音源からＲ，Ｌ信号が入力され、そのＲ信号はミクサ２０１およびＢＰＦ２０２に入力し、そのＬ信号はミクサ２０１およびＢＰＦ２０４に入力する。

ミクサ２０１は、入力されるＲ信号およびＬ信号をミキシングした後、ＢＰＦ２０３に出力する。ＢＰＦ２０３は、ミクサ２０１から入力される信号の４００ＨＺ以上の成分（中・高周波数成分）をカットして、ウーハーＷＦに出力する。

ＢＰＦ２０２は、入力されるＲ信号の２００ＨＺ以下の成分（低周波数成分）をカットして、遅延回路２０５およびフロントライトスピーカＦＲに出力する。遅延回路２０５は、ＢＰＦ２０２から入力されるＲ信号を所定時間（例えば、５〜１０ｍｓｅｃ）遅延させて、リヤライトスピーカＲＲに出力する。

ＢＰＦ２０４は、入力されるＬ信号の２００ＨＺ以下の成分（低周波数成分）をカットして、遅延回路２０６およびフロントレフトスピーカＦＬに出力する。遅延回路２０６は、入力されるＬ信号を所定時間（例えば、５〜１０ｍｓｅｃ）遅延させて、リヤレフトスピーカＲＬに出力する。

実施の形態３によれば、フロントライト・レフトスピーカＦＲ、ＦＬおよびリヤライト・レフトスピーカＲＲ、ＲＬに出力する音声信号に、残響処理と周波数特性変換処理を行うことで、音像を頭部前方に定位することとしたので、スピーカ内蔵シート１の着座者に快適なパーソナル音場空間を提供することが可能となる。

本発明に係るスピーカ内蔵シートおよびパーソナル音場システムは、車載用シート、リビング用シート、リラクセーション用シート（体感音響システム）等の各種シートに広く利用可能である。

Claims (4)

1. 少なくとも着座部と背もたれ部とを有するスピーカ内蔵において、
   前記着座部の内部に低音域用スピーカを配置し、前記背もたれ部の内部の耳元位置まで伸張する管路を前記低音域用スピーカに接続し、
   前記低音域用スピーカから出力される音を前記管路を介して前記耳元位置から出力し、
   前記着座部の座面側および前記背もたれ部の前面側には、音の透過性に優れたメッシュ状表皮部材が配されており、
   前記背もたれ部の背面側には、音の遮音性に優れた遮音部材が配されていることを特徴とするスピーカ内蔵シート。
2. 前記背もたれ部の内部の耳元位置に、中・高音域用スピーカを配置したことを特徴とする請求項１に記載のスピーカ内蔵シート。
3. 前記メッシュ状表皮部材は、立体編み物であることを特徴とする請求項１に記載のスピーカ内蔵シート。
4. 少なくとも着座部と背もたれ部とを有するスピーカ内蔵シートと、
   前記スピーカ内蔵シートの前方に配置したフロントスピーカと、
   を備え、
   前記スピーカ内蔵シートは、前記着座部の内部に低音域用スピーカを配置し、前記背もたれ部の内部の耳元位置まで伸張する管路を前記低音域用スピーカに接続して、前記低音域用スピーカから出力される音を、前記管路を介して前記耳元位置から出力し、
   前記背もたれ部の内部の耳元位置に、中・高音域用スピーカを配置し、
   前記着座部の座面側および前記背もたれ部の前面側には、音の透過性に優れたメッシュ状表皮部材が配されており、
   前記背もたれ部の背面側には、音の遮音性に優れた遮音部材が配されており、
   前記スピーカ内蔵シートの前記低音域用スピーカおよび前記中・高音域用スピーカと、前記フロントスピーカとで音場を形成し、前記フロントスピーカおよび前記中・高音域用スピーカに出力する音声信号に、残響処理および周波数特性変換処理を行って、音像を前記スピーカ内蔵シートの着座者の頭部前方に定位させることを特徴とするパーソナル音場システム。

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