JP2001142469A - アクティブ消音装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のアクティブ消音装置においては、エラ
ーマイクの検出信号が最小となるように制御していた
が、エラーマイクを受聴者の耳元に配置することが困難
で、耳元から離れた位置に配置していたため、受聴者の
耳元では騒音が必ずしも最小とはなっていなかった。 【解決手段】 信号音を出力するスピーカ４と受聴者の
耳元との間の音場特性を、該スピーカ４と誤差検出を行
うエラーマイク２との間の適応フィルタＣ１＾と、エラ
ーマイク２で検出したスピーカ出力音を受聴者の耳元位
置でのスピーカ出力音に変換するフィルタＶＣ＾とを用
いて求めるように構成した適応フィルタＣ２＾を組み込
み、該スピーカ４とエラーマイク２との間の音場特性を
表す適応フィルタＣ１＾を同定可能とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、能動的騒音制御を
用いたアクティブ消音装置に関し、特に受聴者の耳元で
の消音効果を向上させたアクティブ消音装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、車両の室内騒音等を、スピーカか
ら制御音を出力することにより消音する能動的騒音制御
を用いたアクティブ消音装置が提案されており、例え
ば、図１２に示すように、マイクやエンジン回転数セン
サ等の信号検出器であるリファレンスセンサ１、誤差検
出器であるエラーマイク２、制御音を出力するスピーカ
４、伝達関数で表されるスピーカ４とエラーマイク２と
の間の音場特性を表すフィルタＣ＾、伝達関数で表され
るリファレンスセンサ１とエラーマイク２との間の音場
特性を表す適応フィルタＷ＾、係数演算器であるＬＭＳ
演算器８により構成されている。

【０００３】このように構成されたアクティブ消音装置
においては、騒音がリファレンスセンサ１で検出され、
その検出信号がフィルタＣ＾及び適応フィルタＷ＾に入
力される。適応フィルタＷ＾に入力された騒音信号は、
該適応フィルタＷ＾で信号処理されスピーカ４から出力
される。そして、受聴者の近傍に配置されたエラーマイ
ク２では、スピーカ４からの再生音と騒音源からの騒音
とが干渉したものが検出され、これにより、適応フィル
タＷ＾の係数を変化させ、フィードバック信号であるエ
ラーマイク２の検出信号が最小となるようにスピーカ４
の出力を調節して、騒音を減衰させるようにしている。
この場合、エラーマイク２の検出信号はＬＭＳ演算器８
に入力され、この検出信号とフィルタＣ＾の出力とによ
り、エラーマイク２の検出信号が最小となるようにＬＭ
Ｓ演算（最小二乗法）を行なっており、これにより、そ
の時々の音場特性に適応するように、適応フィルタＷ＾
の係数が変化され同定されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述のように構成され
たアクティブ消音装置においては、フィードバック信号
であるエラーマイク２の検出信号が最小となるように制
御が行われていたが、該エラーマイク２を消音対象空間
に位置する受聴者の耳元に配置することは困難であり、
耳元から離れた位置に配置していたため、受聴者の耳元
では騒音が必ずしも最小とはなっていなかった。そこ
で、本発明においては、実際に受聴者の耳元での騒音が
最小となるような制御を可能とするアクティブ消音装置
を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の解決しようとす
る課題は以上の如くであり、次に該課題を解決する為の
手段を説明する。即ち、請求項１においては、騒音を打
ち消すための信号音を出力するスピーカと受聴者の耳元
との間の音場特性を、該スピーカと誤差検出を行うエラ
ーマイクとの間の音場特性を表すフィルタと、エラーマ
イクで検出したスピーカ出力音を受聴者の耳元位置での
スピーカ出力音に変換するフィルタとを用いて求めるよ
うに構成したフィルタを組み込んだ。

【０００６】また、請求項２においては、スピーカとエ
ラーマイクとの間の音場特性を表すフィルタをオンライ
ン同定可能な適応フィルタとした。

【０００７】また、請求項３においては、エラーマイク
で検出したスピーカ出力音を受聴者の耳元位置でのスピ
ーカ出力音に変換するフィルタを予め同定した。

【０００８】また、請求項４においては、エラーマイク
で検出したスピーカ出力音を受聴者の耳元位置でのスピ
ーカ出力音に変換するフィルタを同定する際に、受聴者
の耳元位置で検出した信号を遅延させる構成とした。

【０００９】また、請求項５においては、スピーカから
出力される信号の受聴者の耳元位置での検出が、スピー
カから出力される信号のエラーマイクによる検出よりも
早く行われる場合、スピーカと受聴者の耳元との間の検
出信号を時間的に遅延させて、スピーカとエラーマイク
との間の音場特性を表すフィルタと、スピーカと受聴者
の耳元との間の音場特性を表すフィルタとにより、エラ
ーマイクで検出したスピーカ出力音を受聴者の耳元位置
でのスピーカ出力音に変換するフィルタを同定する。

【００１０】また、請求項６においては、受聴者の耳元
とスピーカとの間の距離が、スピーカとエラーマイクと
の間の距離に対して等しいか大きくなる位置にエラーマ
イクを配置した。

【００１１】また、請求項７においては、騒音を検出す
るリファレンスセンサと受聴者の耳元との間の音場特性
を、該リファレンスセンサと誤差検出を行うエラーマイ
クとの間の音場特性を表すフィルタと、エラーマイクで
検出した騒音を受聴者の耳元位置での騒音に変換するフ
ィルタとを用いて求めるように構成したフィルタを組み
込んだ。

【００１２】また、請求項８においては、エラーマイク
で検出した騒音を受聴者の耳元位置での騒音に変換する
フィルタを予め同定した。

【００１３】また、請求項９においては、エラーマイク
で検出した騒音を受聴者の耳元位置での騒音に変換する
フィルタを同定する際に、受聴者の耳元位置で検出した
信号を遅延させる構成とした。

【００１４】また、請求項１０においては、リファレン
スセンサ位置からの信号の受聴者の耳元位置での検出
が、リファレンスセンサ位置からの信号のエラーマイク
による検出よりも早く行われる場合、リファレンスセン
サ位置からの受聴者の耳元位置での検出信号を時間的に
遅延させて、リファレンスセンサとエラーマイクとの間
の音場特性を表すフィルタと、リファレンスセンサと受
聴者の耳元との間の音場特性を表すフィルタとにより、
エラーマイクで検出した騒音を受聴者の耳元位置での騒
音に変換するフィルタを同定する。

【００１５】また、請求項１１においては、エラーマイ
クで検出した騒音を受聴者の耳元位置での騒音に変換す
るフィルタを予め同定する信号として、消音対象として
いる原音を用いた。

【００１６】また、請求項１２においては、騒音源近傍
からランダム信号を出力して、エラーマイクで検出した
騒音を受聴者の耳元位置での騒音に変換するフィルタを
予め同定する。

【００１７】また、請求項１３においては、受聴者の耳
元とリファレンスセンサとの間の距離が、リファレンス
センサとエラーマイクとの間の距離に対して等しいか大
きくなる位置にエラーマイクを配置した。

【００１８】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を、図
面に基づいて説明する。図１は本発明のアクティブ消音
装置を示すブロック図、図２はスピーカとエラーマイク
との間の適応フィルタを同定するための構成を示すブロ
ック図、図３はエラーマイクで検出したスピーカ出力音
を受聴者の耳元位置でのスピーカ出力音に変換するフィ
ルタを同定するための構成を示すブロック図、図４はス
ピーカとエラーマイクとの間の距離が、スピーカと受聴
者の耳元位置に配置したマイクロフォンとの間の距離よ
りも大きくなっている配置状態、及びこの状態でのスピ
ーカの出力信号の受聴者の耳元位置に配置したマイクロ
フォンによる検出信号及びエラーマイクによる検出信号
を示す図、図５は図４における状態にて受聴者の耳元位
置に配置したマイクロフォンの検出信号を遅延させた状
態、及びその状態でのスピーカの出力信号の受聴者の耳
元位置に配置したマイクロフォンによる検出信号及びエ
ラーマイクによる検出信号を示す図、図６は受聴者の耳
元とスピーカとの間の距離がスピーカとエラーマイクと
の間の距離に対して等しいか大きくなる位置にエラーマ
イクを配置した状態を示す図、図７はエラーマイクで検
出した騒音を受聴者の耳元位置での騒音に変換するフィ
ルタを同定するための構成を示すブロック図、図８はリ
ファレンスセンサとエラーマイクとの間の距離がリファ
レンスセンサと受聴者の耳元位置に配置したマイクロフ
ォンとの間の距離よりも大きくなっている配置状態、及
びこの状態での騒音信号の受聴者の耳元位置に配置した
マイクロフォンによる検出信号及びエラーマイクによる
検出信号を示す図、図９は図８における状態にて受聴者
の耳元位置に配置したマイクロフォンの検出信号を遅延
させた状態、及びその状態での騒音信号の受聴者の耳元
位置に配置したマイクロフォンによる検出信号及びエラ
ーマイクによる検出信号を示す図、図１０は受聴者の耳
元とリファレンスセンサとの間の距離がリファレンスセ
ンサとエラーマイクとの間の距離に対して等しいか大き
くなる位置にエラーマイクを配置した状態を示す図、図
１１は騒音源の近傍からランダム信号を出力してエラー
マイクで検出した騒音を受聴者の耳元位置での騒音に変
換するフィルタの同定を可能とした状態を示す図、図１
２は従来のアクティブ消音装置を示すブロック図であ
る。

【００１９】まず、本発明のアクティブ消音装置の基本
構成について説明する。図１に示すように、アクティブ
消音装置は、騒音検出器であるリファレンスセンサ１、
誤差検出器であるエラーマイク２、制御音を出力するス
ピーカ４、伝達関数で表されるスピーカ４と消音対象空
間に位置する受聴者の耳元との間の音場特性を表す適応
フィルタＣ２＾、伝達関数で表されるリファレンスセン
サ１と消音対象空間に位置する受聴者の耳元との間の音
場特性を表す適応フィルタＷ２＾、伝達関数で表される
エラーマイク２と消音対象空間に位置する受聴者の耳元
との間の音場特性を表す適応フィルタＶＷ＾、係数演算
器であるＬＭＳ演算器８等により構成されている。ま
た、適応フィルタＣ２＾は、伝達関数で表されるエラー
マイク２とスピーカ４との間の音場特性を表す適応フィ
ルタＣ１＾、及び伝達関数で表されるエラーマイク２と
消音対象空間に位置する受聴者の耳元との間の音場特性
を表す適応フィルタＶＣ＾により構成されている。

【００２０】このように構成されたアクティブ消音装置
における動作について説明する。まず、騒音源からの騒
音がリファレンスセンサ１で検出され、その検出信号で
あるリファレンス信号が適応フィルタＣ２＾及び適応フ
ィルタＷ２＾に入力される。本例においては、騒音源か
らの騒音を、例えばエンジン音としている。該リファレ
ンスセンサ１は、例えばマイクに構成されているが、本
例のように騒音源がエンジン音である場合にはエンジン
回転数ピックアップ等を用いることもできる。

【００２１】適応フィルタＷ２＾に入力された騒音信号
は、該適応フィルタＷ２＾で信号処理された後、スピー
カ４から出力されるとともに、適応フィルタＣ２＾及び
適応フィルタＣ１＾に入力される。スピーカ４からの出
力信号は、受聴者の耳元が位置する消音対象空間にて騒
音源からの騒音と干渉し、これにより、消音対象空間に
おける騒音が消音される。また、受聴者の耳元から離れ
た位置に設置されたエラーマイク２では、スピーカ４か
らの出力音と騒音源からの騒音とが干渉したものが検出
されている。

【００２２】エラーマイク２からの検出信号であるエラ
ー信号は、減算器１０において適応フィルタＣ１＾の出
力信号が減算される。ここで、適応フィルタＣ１＾は、
スピーカ４とエラーマイク２との間の伝達関数が係数と
して予め同定されている。この場合、減算器１０から出
力される信号は、エラーマイク２により、リファレンス
センサ１とエラーマイク２との間の音場を通じて検出さ
れた騒音信号、及びスピーカ４とエラーマイク２との間
の音場を通じて検出されたスピーカ４からの出力信号か
ら、伝達関数で表されるスピーカ４の出力信号にスピー
カ４とエラーマイク２との間の音場特性を表す適応フィ
ルタＣ１＾の係数を掛け合わせたものを除去した信号で
ある。

【００２３】従って、減算器１０からはエラーマイク２
により検出された騒音信号のみが出力されることとな
り、減算器１０からの出力信号には前記適応フィルタＶ
Ｗ＾の係数が掛け合わされる。適応フィルタＶＷ＾は、
エラーマイク２と受聴者の耳元が位置する消音対象空間
との間の音場特性を表すので、適応フィルタＶＷ＾を掛
け合わされた減算器１０からの出力信号は、リファレン
スセンサ１と受聴者の耳元との間の音場を通じて検出さ
れた騒音信号、即ち、あたかも受聴者の耳元に実際に設
置したマイクロフォンにより検出した騒音信号と等しく
なる。

【００２４】このように、リファレンスセンサ１と受聴
者の耳元との間の音場特性を、該リファレンスセンサ１
とエラーマイク２との間の音場特性を表す適応フィルタ
Ｗ１＾と、該エラーマイク１と受聴者の耳元との間の音
場特性を表す適応フィルタＶＷ＾とを用いて求めるよう
に構成しており、本アクティブ消音装置には、前述の如
く求められたリファレンスセンサ１と受聴者の耳元との
間の音場特性を伝達関数として表した適応フィルタＷ２
＾が組み込まれている。

【００２５】減算器１０からの出力信号は、適応フィル
タＶＷ＾を通じて加算器９へ入力され、また、スピーカ
４からの出力信号が適応フィルタＣ２＾を通じて加算器
９へ入力されている。適応フィルタＣ２＾は、伝達関数
で表されるスピーカ４とエラーマイク２との間の音場特
性を表す適応フィルタＣ１＾と、伝達関数で表されるエ
ラーマイク２と受聴者の耳元との間の音場特性を表す適
応フィルタＶＣ＾とで構成されており、適応フィルタＣ
２＾を通過したスピーカ４からの出力信号は、スピーカ
４と受聴者の耳元との間の音場を通じて検出された騒音
信号、即ち、あたかも受聴者の耳元に実際に設置したマ
イクにより検出したスピーカ４の出力信号と等しくな
る。このように、スピーカ４と受聴者の耳元との間の音
場特性を、スピーカ４とエラーマイク２との間の音場特
性を表す適応フィルタＣ１＾と、該エラーマイク２と受
聴者の耳元との間の音場特性を表す適応フィルタＶＣ＾
とを用いて求めるように構成している

【００２６】加算器９においては、入力された減算器１
０からの出力信号とスピーカ４からの出力信号とが加算
されるが、両信号は逆位相の波形であるため互いに相殺
される。そして、加算器９からの出力信号とともに、適
応フィルタＣ２＾からの出力信号がＬＭＳ演算器８に入
力され、該ＬＭＳ演算器８により、加算器９からの出力
信号が最小となるように適応フィルタＷ２＾の係数を調
整する。即ち、受聴者の耳元での騒音が最小となるよう
に適応フィルタＷ２＾の同定を行うのである。

【００２７】以上の如く、スピーカ４と受聴者の耳元と
の間の音場特性や、リファレンスセンサ１と受聴者の耳
元との間の音場特性を考慮することにより、受聴者の耳
元での騒音が最小となるようにアクティブ消音装置を構
成することができ、受聴者の体感消音効果を向上するこ
とができる。

【００２８】次に、その出力がＬＭＳ演算器８に入力さ
れる適応フィルタＣ２＾を構成する適応フィルタＣ１＾
の係数を、その時々の音場特性に適応するように調整す
る、適応フィルタＣ１＾の同定方法について説明する。
図２には適応フィルタＣ２＾を同定可能としたアクティ
ブ消音器を示しており、エラーマイク２の下流側には信
号処理器１１が設けられ、エラーマイク２の検出信号で
あるエラー信号が該信号処理器１１に入力されるように
構成している。また、スピーカ４からは、適応フィルタ
Ｗ２＾で信号処理された騒音信号とともに、周波数帯域
全般にランダムに出力されるＭ系列信号が出力されてい
る。

【００２９】そして、エラーマイク２においては、騒音
源やスピーカ４からのエンジン音と、該スピーカ４から
のＭ系列信号とが共に検出され、この検出信号がエラー
信号として信号処理器１１に入力される。信号処理器１
１は、例えば、信号を遅延させるディレイ２１と、ＬＭ
Ｓ演算器２２と、適応フィルタ２３とで構成されてお
り、信号処理器１１に入力された検出信号が該ディレイ
２１により一定時間遅延されている。

【００３０】ここで、エラー信号中に含まれるエンジン
音と相関のある信号は、エンジン回転数に基づく一定の
周期を有した周期信号であるため、エラー信号中のエン
ジン音と相関のある信号と、このエンジン音と相関のあ
る信号を一定時間遅延させた信号とを重ね合わせると、
互いに相殺されることとなる。また、スピーカ４から出
力されるＭ系列信号は、周期性を有さないランダム信号
であるので、検出信号中のＭ系列信号と、このＭ系列信
号を一定時間遅延させた信号とを重ね合わせても、互い
に相殺されることはない。

【００３１】そして、信号処理器１１においては、入力
されたエラー信号から、このエラー信号をディレイ２１
により一定時間遅延させた信号を減算し、減算して得ら
れた信号を出力するように構成している。このように、
入力されたエラー信号から、ディレイ２１により遅延さ
れたエラー信号を減算することにより、周期信号である
エンジン音に相関のある信号が互いに相殺されて削除さ
れ、Ｍ系列信号に相関のある信号のみを分離信号として
分離して出力することができる。

【００３２】この場合、ディレイ２１により遅延された
エラー信号は、適応フィルタ２３により、その遅延時間
及び振幅の調節が行なわれた後に、信号処理器１１へ入
力されたエラー信号から減算される。また、ディレイ２
１により遅延されたエラー信号、及び、信号処理器１１
に入力されたエラー信号からディレイ２１により遅延さ
れたエラー信号を減じて得られた分離信号が、ＬＭＳ演
算器２２に入力され、これらの信号に基づいて該ＬＭＳ
演算器２２によりＬＭＳ演算を行ない、該分離信号に残
留する、エンジン音と相関のある信号が最小となるよう
に適応フィルタ２３の係数を調節している。

【００３３】信号処理器１１によりエンジン音に相関の
ある信号を分離して得られた分離信号は、減算器７に
て、スピーカ４とエラーマイク２との間の音場特性を表
す適応フィルタＣ１＾を通過したＭ系列信号が減算され
た後、ＬＭＳ演算器１３に入力される。また、該ＬＭＳ
演算器１３には、アクティブ消音装置から発せられる前
記Ｍ系列信号が直接入力されている。そして、これらの
信号に基づいて該ＬＭＳ演算器１３によりＬＭＳ演算を
行ない、アクティブ消音装置から発せられるＭ系列信号
と、減算器７からの出力信号との差が最小となるように
適応フィルタＣ１＾の係数を調節している。

【００３４】以上の如く、信号処理器１１において、入
力したエラーマイク２の検出信号であるエラー信号か
ら、該ディレイ２１により遅延させたエラー信号に対し
て適応フィルタ２３によりフィルタリング処理を施した
信号を減算するといった信号処理を行なうことにより、
エラー信号からエンジン音と相関のある信号を削除し
て、Ｍ系列信号に相関のある分離信号のみを残留させる
ことが可能となる。これにより、この分離信号とアクテ
ィブ消音装置から発せられるＭ系列信号とが一致するよ
うに、ＬＭＳ演算器１３により演算を行なうことで、ス
ピーカ４とエラーマイク２との間の音場特性の同定を行
なうことが可能となる。

【００３５】即ち、前述の如く適応フィルタＣ１＾の係
数を調節することにより、時々刻々と変化するスピーカ
４とエラーマイク２との間の音場特性に適応するように
適応フィルタＣ１＾を同定することができるのである。
これにより、スピーカ４とエラーマイク２との間の音場
特性を正確に再現することができ、アクティブ消音装置
の消音特性を向上させることができる。尚、上述のよう
に、本例における信号処理器１１では、エンジン音とＭ
系列信号とが混在する信号から、エンジン音と相関のあ
る信号を削除する信号処理に、エラーマイク２により検
出したエラー信号を利用している。

【００３６】次に、エラーマイク２と受聴者の耳元との
間の適応フィルタＶＣ＾を予め同定可能に構成したアク
ティブ消音装置について説明する。図３に示すように、
まず、受聴者の耳元にマイクロフォン５を設置し、該マ
イクロフォン５の下流に信号処理器１６を設ける。該信
号処理器１６は、前記ディレイ２１、ＬＭＳ演算器２
２、及び適応フィルタＶＣ＾により構成されている。マ
イクロフォン５により、スピーカ４からの出力信号がス
ピーカ４と受聴者の耳元との間の音場を通じて検出さ
れ、この検出信号が信号処理器１６に入力される。ま
た、エラーマイク２により、スピーカ４からの出力信号
がスピーカ４とエラーマイク２との間の音場を通じて検
出され、この検出信号が信号処理器１６に入力される。

【００３７】信号処理器１６内においては、マイクロフ
ォン５による検出信号が、ディレイ２１により一定時間
遅延された後に減算器６へ入力されるとともに、エラー
マイク２による検出信号が適応フィルタＶＣ＾を通じて
減算器６へ入力され、その後マイクロフォン５の検出信
号からエラーマイク２の検出信号が減算される。そし
て、減算器６からの出力信号とエラーマイク２の検出信
号とをＬＭＳ演算器２２へ入力して、該ＬＭＳ演算器２
２により演算を行ない、減算器６からの出力信号が最小
となるように適応フィルタＶＣ＾の係数が調節される。
即ち、スピーカ４とエラーマイク２との間の音場を通じ
て検出されたスピーカ４の出力信号であるエラーマイク
２による検出信号に、適応フィルタＶＣ＾を掛け合わせ
た信号が、スピーカ４とマイクロフォン５との間の音場
を通じて検出されたスピーカ４の出力信号である該マイ
クロフォン５による検出信号と等しくなるように適応フ
ィルタＶＣ＾の同定を行うのである。

【００３８】ここで、本例の場合、図４の左図に示すよ
うに、スピーカ４とエラーマイク２との間の距離Ｌ
_C1が、スピーカ４とマイクロフォン５との間の距離Ｌ_C2
よりも大きくなるように、スピーカ４、エラーマイク
２、及びマイクロフォン５が設置されている。従って、
スピーカ４の出力信号は、マイクロフォン５による検出
の方が、エラーマイク２による検出よりもΔＴ１だけ早
く行われる。このように、マイクロフォン５によるスピ
ーカ４の出力信号の検出が、エラーマイク２による検出
よりも早く行われる場合には、時間軸上でエラーマイク
２の検出信号をマイクロフォン５の検出信号に変換する
変換係数Ｖ０は存在しないため、減算器６により両信号
の減算を行うことができなくなってしまう。

【００３９】そこで、図５に示すように、マイクロフォ
ン５の検出信号をディレイ２１によりΔＴｄだけ遅延さ
せることにより、マイクロフォン５’の如く、仮想的に
スピーカ４からの距離Ｌ_C2’を前記距離Ｌ_C1よりも大き
くして、スピーカ４の出力信号が、エラーマイク２によ
る検出よりもΔＴ２だけ遅れてマイクロフォン５による
検出が行われるようにしている。このように、エラーマ
イク２によるスピーカ４の出力信号の検出が、マイクロ
フォン５による検出よりも早く行われるように構成する
ことで、時間軸上でエラーマイク２の検出信号をマイク
ロフォン５の検出信号に変換する変換係数Ｖ１を求める
ことが可能となる。これは、エラーマイク２の検出信号
を、過去のマイクロフォン５の検出信号に変換すること
と同等であり、これにより、減算器６による両信号の減
算を行うことが可能となる。

【００４０】以上の如く、エラーマイク２と受聴者の耳
元との間の適応フィルタＶＣ＾を同定する際に、マイク
ロフォン５を受聴者の耳元位置に設置して、該マイクロ
フォン５により検出したスピーカ４からの出力信号を遅
延させるように構成することで、スピーカ４と受聴者の
耳元との間の音場特性を考慮した同定を、例えば、車両
の組立時や出荷時等に予め行うことができ、アクティブ
消音装置の体感消音効果を向上することが可能となる。

【００４１】また、適応フィルタＶＣ＾を同定する際
に、ディレイ２１を用いないで、マイクロフォン５によ
り検出したスピーカ４からの出力信号を遅延させないよ
うに構成することもできる。即ち、図６に示すように、
スピーカ４とマイクロフォン５との間の距離Ｌ_C2が、ス
ピーカ４とエラーマイク２との間の距離Ｌ_C1に比べて、
等しいか又は大きくなるように、スピーカ４、エラーマ
イク２、及びマイクロフォン５を設置するのである。

【００４２】このように、距離Ｌ_C2を距離Ｌ_C1よりも大
きくすることで、ディレイ２１を用いなくても、スピー
カ４の出力信号の、マイクロフォン５による検出を、エ
ラーマイク２による検出よりも遅れて行うことができ、
減算器６による両信号の減算を行うことが可能となる。
これにより、アクティブ消音装置の構成を簡単にして、
コストダウンを図ることができる。

【００４３】また、リファレンスセンサ１と受聴者の耳
元との間の前記適応フィルタＶＷ＾を予め同定可能に構
成したアクティブ消音装置について説明する。図７に示
す如く、前記適応フィルタＶＣ＾の同定を行う場合と同
様に、まず、受聴者の耳元にマイクロフォン５を設置
し、該マイクロフォン５の下流に信号処理器１７を設け
る。該信号処理器１７は、前記ディレイ２１、ＬＭＳ演
算器２２、及び適応フィルタＶＷ＾により構成されてい
る。マイクロフォン５により、騒音源からの騒音信号が
リファレンスセンサ１と受聴者の耳元との間の音場を通
じて検出され、この検出信号が信号処理器１７に入力さ
れる。また、エラーマイク２により、騒音源からの騒音
信号がリファレンスマイク１とエラーマイク２との間の
音場を通じて検出され、この検出信号が信号処理器１７
に入力される。

【００４４】信号処理器１７内においては、マイクロフ
ォン５による検出信号が、ディレイ２１により一定時間
遅延された後に減算器６へ入力されるとともに、エラー
マイク２による検出信号が適応フィルタＶＷ＾を通じて
減算器６へ入力され、その後マイクロフォン５の検出信
号からエラーマイク２の検出信号が減算される。そし
て、減算器６からの出力信号とエラーマイク２の検出信
号とをＬＭＳ演算器２２へ入力して、該ＬＭＳ演算器２
２により演算を行ない、減算器６からの出力信号が最小
となるように適応フィルタＶＷ＾の係数が調節される。
即ち、リファレンスセンサ１とエラーマイク２との間の
音場を通じて検出された騒音信号であるエラーマイク２
による検出信号に、適応フィルタＶＷ＾を掛け合わせた
信号が、リファレンスセンサ１とマイクロフォン５との
間の音場を通じて検出された騒音信号である該マイクロ
フォン５による検出信号と等しくなるように適応フィル
タＶＷ＾の同定を行うのである。

【００４５】ここで、本例の場合、図８の左図に示すよ
うに、リファレンスセンサ１とエラーマイク２との間の
距離Ｌ_w1が、リファレンスセンサ１とマイクロフォン５
との間の距離Ｌ_w2よりも大きくなるように、リファレン
スセンサ１、エラーマイク２、及びマイクロフォン５が
設置されている。従って、騒音の検出は、マイクロフォ
ン５による検出の方が、エラーマイク２による検出より
もΔＴ’１だけ早く行われる。このように、マイクロフ
ォン５による騒音の検出が、エラーマイク２による検出
よりも早く行われる場合には、時間軸上でエラーマイク
２の検出信号をマイクロフォン５の検出信号に変換する
変換係数Ｖ’０は存在しないため、減算器６により両信
号の減算を行うことができなくなってしまう。

【００４６】そこで、図９に示すように、マイクロフォ
ン５の検出信号をディレイ２１によりΔＴ’ｄだけ遅延
させることにより、マイクロフォン５’の如く、仮想的
にリファレンスセンサ１からの距離Ｌ_w2’を前記距離Ｌ
_w1よりも大きくして、騒音信号が、エラーマイク２によ
る検出よりもΔＴ’２だけ遅れてマイクロフォン５によ
る検出が行われるようにしている。このように、エラー
マイク２による騒音信号の検出が、マイクロフォン５に
よる検出よりも早く行われるように構成することで、時
間軸上でエラーマイク２の検出信号をマイクロフォン５
の検出信号に変換する変換係数Ｖ’１を求めることが可
能となる。これは、エラーマイク２の検出信号を、過去
のマイクロフォン５の検出信号に変換することと同等で
あり、これにより、減算器６による両信号の減算を行う
ことが可能となる。

【００４７】以上の如く、エラーマイク２と受聴者の耳
元との間の適応フィルタＶＷ＾を同定する際に、マイク
ロフォン５を受聴者の耳元位置に設置して、該マイクロ
フォン５により検出した騒音信号を遅延させるように構
成することで、リファレンスセンサ１と受聴者の耳元と
の間の音場特性を考慮した同定を、例えば、車両の組立
時や出荷時等に予め行うことができ、アクティブ消音装
置の体感消音効果を向上することが可能となる。

【００４８】また、適応フィルタＶＷ＾を同定する際
に、ディレイ２１を用いないで、マイクロフォン５によ
り検出した騒音信号を遅延させないように構成すること
もできる。即ち、図１０に示すように、リファレンスセ
ンサ１とマイクロフォン５との間の距離Ｌ_w2が、リファ
レンスセンサ１とエラーマイク２との間の距離Ｌ_w1に比
べて、等しいか又は大きくなるように、リファレンスセ
ンサ１、エラーマイク２、及びマイクロフォン５を設置
するのである。

【００４９】このように、距離Ｌ_w2を距離Ｌ_w1よりも大
きくすることで、ディレイ２１を用いなくても、騒音信
号のマイクロフォン５による検出を、エラーマイク２に
よる検出よりも遅れて行うことができ、減算器６による
両信号の減算を行うことが可能となる。これにより、ア
クティブ消音装置の構成を簡単にして、コストダウンを
図ることができる。

【００５０】尚、本例においては、適応フィルタＶＷ＾
の同定に用いる騒音源からの騒音としてエンジン音を用
いており、特に、単一回転数での運転時におけるエンジ
ン音やスイープ音を用いている。また、図１１に示すよ
うに、騒音源の近傍にスピーカ３１を設置して、スピー
カ３１から広帯域に渡るランダム信号である前記Ｍ系列
信号を出力し、エンジン音等の騒音を用いた前述の場合
と同様に、このＭ系列信号を用いて適応フィルタＶＷ＾
の同定を行うこともできる。

【００５１】

【発明の効果】本発明は以上の如く構成したので、次の
ような効果を奏するのである。即ち、請求項１の如く、
騒音を打ち消すための信号音を出力するスピーカと受聴
者の耳元との間の音場特性を、該スピーカと誤差検出を
行うエラーマイクとの間の音場特性を表すフィルタと、
エラーマイクで検出したスピーカ出力音を受聴者の耳元
位置でのスピーカ出力音に変換するフィルタとを用いて
求めるように構成したフィルタを組み込んだので、スピ
ーカと受聴者の耳元との間の音場特性を考慮して、受聴
者の耳元での騒音が最小となるようにアクティブ消音装
置を構成することが可能となり、受聴者の体感消音効果
を向上することができる。

【００５２】更に、請求項２の如く、スピーカとエラー
マイクとの間の音場特性を表すフィルタをオンライン同
定可能な適応フィルタとしたので、スピーカと受聴者の
耳元との間の音場特性を考慮しながら、スピーカとエラ
ーマイクとの間の音場特性を正確に再現することがで
き、アクティブ消音装置の消音特性を向上させることが
できる。

【００５３】更に、請求項３の如く、エラーマイクで検
出したスピーカ出力音を受聴者の耳元位置でのスピーカ
出力音に変換するフィルタを予め同定したので、スピー
カと受聴者の耳元との間の音場特性を考慮した同定を、
例えば、車両の組立時や出荷時等に予め行うことがで
き、アクティブ消音装置の体感消音効果を向上すること
が可能となる。

【００５４】更に、請求項４の如く、エラーマイクで検
出したスピーカ出力音を受聴者の耳元位置でのスピーカ
出力音に変換するフィルタを同定する際に、受聴者の耳
元位置で検出した信号を遅延させる構成としたので、ス
ピーカとエラーマイクとの間の距離が、スピーカと受聴
者の耳元に設置したマイクロフォンとの間の距離よりも
大きくなるように、スピーカ、エラーマイク、及びマイ
クロフォンが設置されている場合でも、確実にスピーカ
と受聴者の耳元との間の音場特性を考慮した同定を行う
ことができ、アクティブ消音装置の体感消音効果を向上
することが可能となる。

【００５５】更に、請求項５の如く、スピーカから出力
される信号の受聴者の耳元位置での検出が、スピーカか
ら出力される信号のエラーマイクによる検出よりも早く
行われる場合、スピーカと受聴者の耳元との間の検出信
号を時間的に遅延させて、スピーカとエラーマイクとの
間の音場特性を表すフィルタと、スピーカと受聴者の耳
元との間の音場特性を表すフィルタとにより、エラーマ
イクで検出したスピーカ出力音を受聴者の耳元位置での
スピーカ出力音に変換するフィルタを同定するので、ス
ピーカとエラーマイクとの間の距離が、スピーカと受聴
者の耳元に設置したマイクロフォンとの間の距離よりも
大きくなるように、スピーカ、エラーマイク、及びマイ
クロフォンが設置されている場合等でも、確実にスピー
カと受聴者の耳元との間の音場特性を考慮した同定を行
うことができ、アクティブ消音装置の体感消音効果を向
上することが可能となる。

【００５６】更に、請求項６の如く、受聴者の耳元とス
ピーカとの間の距離が、スピーカとエラーマイクとの間
の距離に対して等しいか大きくなる位置にエラーマイク
を配置したので、スピーカと受聴者の耳元との間の適応
フィルタを時間的に遅延させることなくスピーカとエラ
ーマイクとの間の適応フィルタを同定することが可能と
なる。これにより、アクティブ消音装置の構成を簡単に
して、コストダウンを図ることができる。

【００５７】更に、請求項７の如く、騒音を検出するリ
ファレンスセンサと受聴者の耳元との間の音場特性を、
該リファレンスセンサと誤差検出を行うエラーマイクと
の間の音場特性を表すフィルタと、エラーマイクで検出
した騒音を受聴者の耳元位置での騒音に変換するフィル
タとを用いて求めるように構成したフィルタを組み込ん
だので、リファレンスセンサと受聴者の耳元との間の音
場特性を考慮して、受聴者の耳元での騒音が最小となる
ようにアクティブ消音装置を構成することが可能とな
り、受聴者の体感消音効果を向上することができる。

【００５８】更に、請求項８の如く、エラーマイクで検
出した騒音を受聴者の耳元位置での騒音に変換するフィ
ルタを予め同定したので、リファレンスセンサと受聴者
の耳元との間の音場特性を考慮した同定を、例えば、車
両の組立時や出荷時等に予め行うことができ、アクティ
ブ消音装置の体感消音効果を向上することが可能とな
る。

【００５９】更に、請求項９の如く、エラーマイクで検
出した騒音を受聴者の耳元位置での騒音に変換するフィ
ルタを同定する際に、受聴者の耳元位置で検出した信号
を遅延させる構成としたので、リファレンスセンサとエ
ラーマイクとの間の距離が、リファレンスセンサと、受
聴者の耳元に設置したマイクロフォンとの間の距離より
も大きくなるように、リファレンスセンサ、エラーマイ
ク、及びマイクロフォンが設置されている場合でも、確
実にリファレンスセンサと受聴者の耳元との間の音場特
性を考慮した同定を行うことができ、アクティブ消音装
置の体感消音効果を向上することが可能となる。

【００６０】更に、請求項１０の如く、リファレンスセ
ンサ位置からの信号の受聴者の耳元位置での検出が、リ
ファレンスセンサ位置からの信号のエラーマイクによる
検出よりも早く行われる場合、リファレンスセンサ位置
からの受聴者の耳元位置での検出信号を時間的に遅延さ
せて、リファレンスセンサとエラーマイクとの間の音場
特性を表すフィルタと、リファレンスセンサと受聴者の
耳元との間の音場特性を表すフィルタとにより、エラー
マイクで検出した騒音を受聴者の耳元位置での騒音に変
換するフィルタを同定するので、リファレンスセンサと
エラーマイクとの間の距離が、リファレンスセンサと受
聴者の耳元に設置したマイクロフォンとの間の距離より
も大きくなるように、リファレンスセンサ、エラーマイ
ク、及びマイクロフォンが設置されている場合等でも、
確実にリファレンスセンサと受聴者の耳元との間の音場
特性を考慮した同定を行うことができ、アクティブ消音
装置の体感消音効果を向上することが可能となる。

【００６１】更に、請求項１１の如く、エラーマイクで
検出した騒音を受聴者の耳元位置での騒音に変換するフ
ィルタを予め同定する信号として、消音対象としている
原音を用いたので、信号発生源を特別に設けることな
く、リファレンスセンサと受聴者の耳元との間の音場特
性を考慮して、受聴者の耳元での騒音が最小となるよう
にアクティブ消音装置を構成することができ、受聴者の
体感消音効果を向上することができる。

【００６２】更に、請求項１２の如く、騒音源近傍から
ランダム信号を出力して、エラーマイクで検出した騒音
を受聴者の耳元位置での騒音に変換するフィルタを予め
同定するので、該適応フィルタを安定的且つ高精度に同
定することができ、リファレンスセンサと受聴者の耳元
との間の音場特性を考慮して、受聴者の耳元での騒音が
最小となるようにアクティブ消音装置を構成することが
可能となって、受聴者の体感消音効果を向上することが
できる。

【００６３】更に、請求項１３の如く、受聴者の耳元と
リファレンスセンサとの間の距離が、リファレンスセン
サとエラーマイクとの間の距離に対して等しいか大きく
なる位置にエラーマイクを配置したので、リファレンス
センサと受聴者の耳元との間の適応フィルタを時間的に
遅延させることなく、リファレンスセンサとエラーマイ
クとの間の適応フィルタを同定することが可能となる。
これにより、アクティブ消音装置の構成を簡単にして、
コストダウンを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のアクティブ消音装置を示すブロック図
である。

【図２】スピーカとエラーマイクとの間の適応フィルタ
を同定するための構成を示すブロック図である。

【図３】エラーマイクで検出したスピーカ出力音を受聴
者の耳元位置でのスピーカ出力音に変換するフィルタを
同定するための構成を示すブロック図である。

【図４】スピーカとエラーマイクとの間の距離が、スピ
ーカと受聴者の耳元位置に配置したマイクロフォンとの
間の距離よりも大きくなっている配置状態、及びこの状
態でのスピーカの出力信号のマイクロフォンによる検出
信号及びエラーマイクによる検出信号を示す図である。

【図５】図４における状態にて受聴者の耳元位置に配置
したマイクロフォンの検出信号を遅延させた状態、及び
その状態でのスピーカの出力信号の受聴者の耳元位置に
配置したマイクロフォンによる検出信号及びエラーマイ
クによる検出信号を示す図である。

【図６】受聴者の耳元とスピーカとの間の距離がスピー
カとエラーマイクとの間の距離に対して等しいか大きく
なる位置にエラーマイクを配置した状態を示す図であ
る。

【図７】エラーマイクで検出した騒音を受聴者の耳元位
置での騒音に変換するフィルタを同定するための構成を
示すブロック図である。

【図８】リファレンスセンサとエラーマイクとの間の距
離がリファレンスセンサと受聴者の耳元位置に配置した
マイクロフォンとの間の距離よりも大きくなっている配
置状態、及びこの状態での騒音信号の受聴者の耳元位置
に配置したマイクロフォンによる検出信号及びエラーマ
イクによる検出信号を示す図である。

【図９】図８における状態にて受聴者の耳元位置に配置
したマイクロフォンの検出信号を遅延させた状態、及び
その状態での騒音信号の受聴者の耳元位置に配置したマ
イクロフォンによる検出信号及びエラーマイクによる検
出信号を示す図である。

【図１０】受聴者の耳元とリファレンスセンサとの間の
距離がリファレンスセンサとエラーマイクとの間の距離
に対して等しいか大きくなる位置にエラーマイクを配置
した状態を示す図である。

【図１１】騒音源の近傍からランダム信号を出力してエ
ラーマイクで検出した騒音を受聴者の耳元位置での騒音
に変換するフィルタの同定を可能とした状態を示す図で
ある。

【図１２】従来のアクティブ消音装置を示すブロック図
である

【符号の説明】

１ リファレンスセンサ ２ エラーマイク ４ スピーカ ８・１３ ＬＭＳ演算器 ９ 加算器 １０ 減算器 ２１ ディレイ Ｃ１＾ （スピーカとエラーマイクとの間の音場特性を
表す）適応フィルタ Ｃ２＾ （スピーカと受聴者の耳元との間の音場特性を
表す）適応フィルタ ＶＣ＾ （エラーマイクで検出したスピーカ出力音を受
聴者の耳元位置でのスピーカ出力音に変換する）フィル
タ Ｗ２＾ （リファレンスセンサと受聴者の耳元との間の
音場特性を表す）適応フィルタ ＶＷ＾ （エラーマイクで検出した騒音を受聴者の耳元
位置での騒音に変換する）フィルタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 多田 茂樹 大阪府大阪市北区茶屋町１番32号 ヤンマ ーディーゼル株式会社内 Ｆターム(参考） 3D020 BA02 BC01 BD05 BE04 5D061 FF02 5J023 DA05 DB03 DC08 DD07

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 騒音を打ち消すための信号音を出力する
   スピーカと受聴者の耳元との間の音場特性を、該スピー
   カと誤差検出を行うエラーマイクとの間の音場特性を表
   すフィルタと、エラーマイクで検出したスピーカ出力音
   を受聴者の耳元位置でのスピーカ出力音に変換するフィ
   ルタとを用いて求めるように構成したフィルタを組み込
   んだことを特徴とするアクティブ消音装置。
2. 【請求項２】 スピーカとエラーマイクとの間の音場特
   性を表すフィルタをオンライン同定可能な適応フィルタ
   としたことを特徴とする請求項１に記載のアクティブ消
   音装置。
3. 【請求項３】 エラーマイクで検出したスピーカ出力音
   を受聴者の耳元位置でのスピーカ出力音に変換するフィ
   ルタを予め同定したことを特徴とする請求項１に記載の
   アクティブ消音装置。
4. 【請求項４】 エラーマイクで検出したスピーカ出力音
   を受聴者の耳元位置でのスピーカ出力音に変換するフィ
   ルタを同定する際に、受聴者の耳元位置で検出した信号
   を遅延させる構成としたことを特徴とする請求項３に記
   載のアクティブ消音装置。
5. 【請求項５】 スピーカから出力される信号の受聴者の
   耳元位置での検出が、スピーカから出力される信号のエ
   ラーマイクによる検出よりも早く行われる場合、スピー
   カと受聴者の耳元との間の検出信号を時間的に遅延させ
   て、スピーカとエラーマイクとの間の音場特性を表すフ
   ィルタと、スピーカと受聴者の耳元との間の音場特性を
   表すフィルタとにより、エラーマイクで検出したスピー
   カ出力音を受聴者の耳元位置でのスピーカ出力音に変換
   するフィルタを同定することを特徴とする請求項１乃至
   請求項３の何れかに記載のアクティブ消音装置。
6. 【請求項６】 受聴者の耳元とスピーカとの間の距離
   が、スピーカとエラーマイクとの間の距離に対して等し
   いか大きくなる位置にエラーマイクを配置したことを特
   徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載のアクテ
   ィブ消音装置。
7. 【請求項７】 騒音を検出するリファレンスセンサと受
   聴者の耳元との間の音場特性を、該リファレンスセンサ
   と誤差検出を行うエラーマイクとの間の音場特性を表す
   フィルタと、エラーマイクで検出した騒音を受聴者の耳
   元位置での騒音に変換するフィルタとを用いて求めるよ
   うに構成したフィルタを組み込んだことを特徴とするア
   クティブ消音装置。
8. 【請求項８】 エラーマイクで検出した騒音を受聴者の
   耳元位置での騒音に変換するフィルタを予め同定したこ
   とを特徴とする請求項７に記載のアクティブ消音装置。
9. 【請求項９】 エラーマイクで検出した騒音を受聴者の
   耳元位置での騒音に変換するフィルタを同定する際に、
   受聴者の耳元位置で検出した信号を遅延させる構成とし
   たことを特徴とする請求項７に記載のアクティブ消音装
   置。
10. 【請求項１０】 リファレンスセンサ位置からの信号の
    受聴者の耳元位置での検出が、リファレンスセンサ位置
    からの信号のエラーマイクによる検出よりも早く行われ
    る場合、リファレンスセンサ位置からの受聴者の耳元位
    置での検出信号を時間的に遅延させて、リファレンスセ
    ンサとエラーマイクとの間の音場特性を表すフィルタ
    と、リファレンスセンサと受聴者の耳元との間の音場特
    性を表すフィルタとにより、エラーマイクで検出した騒
    音を受聴者の耳元位置での騒音に変換するフィルタを同
    定することを特徴とする請求項７乃至請求項９の何れか
    に記載のアクティブ消音装置。
11. 【請求項１１】 エラーマイクで検出した騒音を受聴者
    の耳元位置での騒音に変換するフィルタを予め同定する
    信号として、消音対象としている原音を用いたことを特
    徴とする請求項７乃至請求項１０の何れかに記載のアク
    ティブ消音装置。
12. 【請求項１２】 騒音源近傍からランダム信号を出力し
    て、エラーマイクで検出した騒音を受聴者の耳元位置で
    の騒音に変換するフィルタを予め同定することを特徴と
    する請求項７乃至請求項１０に記載のアクティブ消音装
    置。
13. 【請求項１３】 受聴者の耳元とリファレンスセンサと
    の間の距離が、リファレンスセンサとエラーマイクとの
    間の距離に対して等しいか大きくなる位置にエラーマイ
    クを配置したことを特徴とする請求項７又は請求項８に
    記載のアクティブ消音装置。