JP2011123389A - 騒音低減装置 - Google Patents

Abstract

【課題】航空機の座席などにおいて利用者の言葉や利用者が使用する音響装置から発する音などに起因するエコーを抑制できるとともに、周囲の騒音を効果的に低減する。
【解決手段】騒音を検知する複数の騒音源マイクＭ１〜Ｍ４と、騒音源マイクＭ１〜Ｍ４により検知された騒音を制御空間の制御中心において打ち消すための制御音信号を生成させる適応デジタルフィルタ３３２と、適応デジタルフィルタ３３２のフィルタ係数を算出するフィルタ係数算出部３３３と、制御音信号に基づいて制御音を出力するスピーカ３４０とを備えた騒音低減装置であって、複数の騒音源マイクＭ１〜Ｍ４を制御空間またはその近傍に配置し、フィルタ係数算出部３３３は複数の騒音源マイクＭ１〜Ｍ４のそれぞれに対して利用者の口元と騒音源マイクＭ１〜Ｍ４との距離ｄ１〜ｄ４に係わる制御係数ｋ１〜ｋ４を設定して検出値の重み付けを行い、制御音を生成する。
【選択図】図５

Description

本発明は、騒音低減装置に関するものであり、特に航空機や鉄道車両などの密閉構造体内において使用する騒音低減装置に関する。

騒音の大きい航空機や鉄道車両などにおいて、座席に着席した利用者に対して音声サービスなどの情報提供を行う場合、座席における騒音が課題となる。

航空機や車両のように連続した壁によって境界を作られた内部空間は、一種の密閉構造体になっており、当該空間の内外に騒音源があると、利用者にとって騒音環境が固定化されてしまう。このため、騒音の程度によっては、騒音が利用者に物理的、精神的な圧迫要因となり、快適性が低下する。特に、航空機などの客室として利用客にサービスを提供する場合は、サービス業務の品質に重大な支障を与えることとなる。

航空機の場合は、プロペラやエンジンを中心とする航空機の推力を発生させるための機器の騒音や、飛行中の風切り音など空気層を機体が移動することに伴って発生する空気流に係る音が主要な騒音源となるが、機内の騒音は乗客に不快感を与えるとともに、音声サービスなどの妨げとなるので、改善が強く望まれている。

これに対して、密閉室内の騒音を低減する対策としては、騒音の位相と反対の位相の音波を発生させる方法が、従来、一般的に実施されており、騒音源から発生する音声を検知するマイクと、マイクから入力した電気信号を増幅して位相を反転させる制御器と、制御器から入力した電気信号を音声に変換して発信するスピーカとを備えた音声消去装置が提案されている。特に、航空機などでは、上記の方法をベースとして、例えば、座席ごとに減音装置を配設し、座席の近くにスピーカとマイクと制御器を設置する方法や、座席に着席した利用者の近傍に複数のスピーカとマイクを配置することにより騒音を低減する方法が提案されている。

しかし、上記のような従来の騒音低減装置では、座席の周囲に配設された騒音検知マイクが利用者の音声も騒音として検知して座席近くのスピーカから出力するため、利用者は自分の声がエコーのように聞こえるという課題があった。利用者の音声と周囲の騒音との関係については、従来、利用者が発する音声を正確に検出する技術として、音声認識装置、自動販売機および現金入出金装置などにおいて、音声用マイクの周辺に雑音用マイクを配設し、音声マイクと雑音マイクとの距離を考慮して雑音マイクの出力に重み付けを行い、または音情報（時系列ベクトル）に関するタイミングの補正を行う事例が開示されている（例えば、特許文献１、２参照）。

特開平６−０６７６９１号公報 特開平８−０７６７９４号公報

上記従来の技術は、周囲の雑音から音声を正確に検出するための措置として、音声マイクの検出値に対して雑音マイクの検出値の比重を低減する技術であり、騒音低減装置において、利用者が発する音声がエコーとなって反響する課題を解決するものではない。

本発明は、以上の課題を解決するものであり、航空機の座席などにおいて利用者の言葉や利用者が使用する音響装置から発する音などに起因するエコーを抑制できるとともに、周囲の騒音を効果的に低減することが可能な騒音低減装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の騒音低減装置は、騒音源から発せられる騒音を検知する複数の騒音検知手段と、騒音検知手段により検知された騒音を制御空間の制御中心において打ち消すための制御音信号を生成させる騒音制御手段と、騒音制御手段からの制御音信号に基づいて制御音を出力する制御音出力手段と、制御中心において騒音源から発せられる騒音と制御音出力手段から出力される制御音とを重畳して誤差音を検知する誤差音検知手段と、を備えた騒音低減装置であって、複数の騒音検知手段を制御空間またはその近傍に配置し、騒音制御手段は、複数の騒音検知手段の出力を入力とする適応デジタルフィルタと、複数の騒音検知手段の出力および誤差音検知手段の出力を入力とし、誤差音を最小にするように適応デジタルフィルタのフィルタ係数を更新するフィルタ係数算出部と、複数の騒音検知手段に対応する適応デジタルフィルタからの複数の出力を加算して制御音信号を生成する加算手段と、を備え、騒音制御手段は複数の騒音検知手段のそれぞれに対して制御空間内の特定の位置と騒音検知手段との距離に係わる制御係数を設定して検出値の重み付けを行い、制御係数に基づいて制御音の出力を制御することを特徴とする。

このような構成により、航空機の座席などにおいて外部の騒音を効果的に低減することができるとともに、利用者の言葉や利用者が使用する音響装置から発する音に起因するエコーの発生を効率的に抑制することが可能となり、騒音の大きい航空機や鉄道車両などに使用可能な高品質の騒音低減装置を提供することができる。

また本発明の騒音低減装置では、制御係数は制御中心またはその近傍の特定の位置と騒音検知手段との距離に係わる係数であってもよい。このような構成により、利用者の頭部またはその周辺に位置する口元付近からの距離に応じて制御係数を設定し、制御音を生成し、出力することができる。これにより、利用者から発せられる音声に起因するエコーを効率的に抑制することが可能となる。

また本発明の騒音低減装置では、制御係数は制御空間内の特定の位置と騒音検知手段との距離が小さいほど小さく、距離が大きいほど大きく、重み付けを行う係数であってもよい。このような構成により、エコーに最も大きく影響する騒音検知手段の検出結果の騒音制御への寄与度を少なくできるので、利用者から発せられる音声に起因するエコーの発生を効率的に抑制することが可能となる。

また本発明の騒音低減装置では、複数の騒音検知手段の出力をそれぞれ増幅してフィルタ係数算出部へ出力する増幅器をさらに備え、制御係数は増幅器の増幅率であってもよい。

このような構成により、フィルタ係数算出部に入力される複数の騒音検知手段の出力信号の増幅率を制御することにより、制御音を生成し、出力することができる。これにより、利用者から発せられる音声に起因するエコーの発生を効率的に抑制することが可能となる。

また本発明の騒音低減装置では、複数の騒音検知手段に対応する適応デジタルフィルタのフィルタ係数のそれぞれの「絶対値」の最大値を入力とし、予め設定した閾値と比較してフィルタ係数の最大値が閾値を越えた場合には、対応する適応デジタルフィルタのフィルタ係数の更新を止めるよう制御する閾値判定部をさらに備え、制御係数は閾値であってもよい。

このような構成により、適応デジタルフィルタのフィルタ係数の更新を判定する閾値を制御することにより、制御音を生成し、出力することができる。これにより、利用者から発せられる音声に起因するエコーの発生を効率的に抑制することが可能となる。

また本発明の騒音低減装置では、適応デジタルフィルタのフィルタ係数が固定の場合であって、複数の騒音検知手段の出力をそれぞれ増幅して適応デジタルフィルタへ出力する増幅器をさらに備え、制御係数は増幅器の増幅率であってもよい。

このような構成により、適応デジタルフィルタに入力される複数の騒音検知手段の出力信号の増幅率を制御することにより、制御音を生成し、出力することができる。これにより、簡単な構成で利用者から発せられる音声に起因するエコーの発生を効率的に抑制することが可能となる。

また本発明の騒音低減装置では、制御係数は騒音検知手段の設置条件に係わる補正値を含んでもよい。このような構成により、騒音検知手段の設置条件を反映した制御音を生成し、出力することができる。これにより、利用者から発せられる音声に起因するエコーの発生を効率的に抑制することが可能となる。

また本発明の騒音低減装置では、利用者不在時に制御空間内の特定位置にスピーカを配置して試験信号を出力し、騒音検知手段が検出した試験信号の検出レベルに応じて制御係数を設定してもよい。このような構成により、騒音検知手段ごとにエコーへの影響度を正確に把握できるので、正確かつ簡単に制御係数の設定を行うことができる。

また本発明の騒音低減装置では、制御係数は検出レベルが大きいほど小さく、検出レベルが小さいほど大きく、重み付けを行う係数であってもよい。このような構成により、エコーに最も大きく影響する騒音検知手段の検出結果の騒音制御への寄与度を少なくできるので、利用者から発せられる音声に起因するエコーの発生を効率的に抑制することが可能となる。

本発明の騒音低減装置によれば、航空機の座席などにおいて利用者の言葉や利用者が使用する音響装置から発する音などに起因するエコーを抑制できるとともに、周囲の騒音を効果的に低減することが可能な騒音低減装置を提供することができる。

本発明の実施の形態１における騒音低減装置の設置環境を示す平面図である。 本発明の実施の形態１における騒音低減装置の設置環境の詳細を示す平面図である。 本発明の実施の形態１における騒音低減装置の基本構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１における騒音低減装置の主要な構成を示す平面図である。 本発明の実施の形態１における制御音の生成に係わる主要な構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態２における制御音の生成に係わる主要な構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態３における制御音の生成に係わる主要な構成を示すブロック図である。

以下、本発明の騒音低減装置について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１における騒音低減装置について、航空機に搭載した場合の事例を引用して以下に説明する。

まず、騒音低減装置の設置を必要とする航空機における音環境について、図１および図２を用いて説明する。

図１は、本発明の実施の形態１における騒音低減装置の設置環境を示す平面図である。図１に示すように、航空機１００は、左右の翼１０１ａ、１０１ｂにエンジン１０２ａ、１０２ｂを備えている。

航空機の音環境の観点からみると、エンジンは回転音だけでなく、飛行中は空気流の反響などを伴うため、騒音源として重要な位置を占める。利用者サービスの観点からは、エンジン１０２ａ、１０２ｂが、例えば機内の客室Ａ（例えば、ファーストクラス）、客室Ｂ（例えば、ビジネスクラス）および客室Ｃ（例えば、エコノミークラス）に設置された座席列１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃに対して外部の騒音源ＮＳ１ａ、ＮＳ１ｂとして機体の各部に作用する他、機体が空気層を高速で移動することに伴う機体の先端部における空気流との衝突音（風切り音）が騒音源ＮＳ１ｃとして機内の情報提供サービスなどに悪影響を与えている。

図２は、同騒音低減装置の設置環境の詳細を示す平面図であり、図１における客室Ａおよび客室Ｂの一部における座席の配置を拡大して示している。客室１００ａは壁により客室Ａおよび客室Ｂに区分され、客室Ａおよび客室Ｂにはそれぞれ座席列が設けられている。また、各座席列には視聴設備などが設置され、イーサネット（登録商標）などの通信回線を介して切り替え装置やデータ管理サーバなどを備えたシステム管理装置１０４に接続されている。

一方、客室１００ａの音環境としては、エンジン１０２ａ、１０２ｂから発生する騒音源ＮＳ１ａ、ＮＳ１ｂおよび機体先端部における風切り音ＮＳ１ｃが外部の騒音源として存在する他、エアコンなどによる騒音源ＮＳ２ａ〜ＮＳ２ｅが内部の騒音源として存在する。これを客室Ａに配列された一つの座席１０５における騒音として考えると、座席１０５では窓の外側の翼に取付けられたエンジン１０２ａ（図１）および気流音を発生原因とする騒音源ＮＳ１ａ〜ＮＳ１ｃおよびエアコンを発生原因とする騒音源ＮＳ２ａ〜ＮＳ２ｅから騒音の影響を受ける。例えば、客室Ａにおいて、座席１０５では、騒音源ＮＳ１ａ〜ＮＳ１ｃおよび騒音源ＮＳ２ａ〜ＮＳ２ｅから到達する騒音のうち、左翼（図１）に搭載されたエンジンによる騒音源ＮＳ１ａからの騒音が最も強い場合を予想することができる。したがって、各座席における騒音の低減を効果的に実現するためには、各方向から発せられる騒音のうち、座席に着席した利用者にとって、騒音が最も大きく、座席の音環境に悪影響を与える騒音に対して重点的に対処する必要がある。

特に、図１における客室Ａで示したファーストクラスなどでは、座席はシェル構造となっており、このシェルの内部には映画や音楽を楽しむためのテレビやラジオなどの視聴機器や、ビジネスマンのための机、ＰＣ接続電源などが配設されており、ゆっくりとくつろいだり、ビジネスに集中したりできる環境を利用者に提供することが強く求められている。そのために、このシェル内部の騒音低減に対する要望は特に大きいものがある。

次に、本発明の実施の形態１における騒音低減装置の基本構成について、図３を用いて説明する。

図３（ａ）は、同騒音低減装置の基本構成を示すブロック図である。

騒音低減装置３００は、騒音検出器３２０、騒音制御器３３０、制御音発生器３４０および誤差検出器３５０を備えている。以下、それぞれの構成および機能について説明する。

騒音検出器３２０は、騒音源３１０から発せられる騒音を検知する騒音検知手段として備えられ、騒音情報を検出し、電気信号に変換して出力する機能を有するマイクロホン（以下、「マイク」と略記する）である。

騒音制御手段としての騒音制御器３３０は、Ａ／Ｄ変換器３３１、３３５、適応デジタルフィルタ３３２、フィルタ係数算出部３３３、Ｄ／Ａ変換器３３４を備えており、騒音検知手段である騒音検出器３２０からの騒音情報および誤差検出器３５０の誤差情報に基づいて、検出誤差が最小となるように制御音信号を生成し制御音発生器３４０の制御を行う。

Ａ／Ｄ変換器３３１は騒音検出器３２０からの騒音信号をＡ／Ｄ変換して適応デジタルフィルタ３３２およびフィルタ係数算出部３３３へ出力する。適応デジタルフィルタ３３２は多段タップで構成されており、各タップのフィルタ係数を自由に設定可能なＦＩＲフィルタである。フィルタ係数算出部３３３には、騒音検出器３２０から受信した情報に加えて誤差検出器３５０から受信した検出誤差情報がＡ／Ｄ変換器３３５を介して入力されており、この検出誤差が最小となるように、上記適応デジタルフィルタ３３２の各フィルタ係数を調整する。すなわち、誤差検出器３５０の設置位置において騒音源３１０からの騒音と反対位相となるような制御音信号を生成してＤ／Ａ変換器３３４を介して、制御音発生器に出力する。制御音発生器３４０は、制御音出力手段としてのスピーカであり、Ｄ／Ａ変換器３３４から受け取った制御音信号を音波に変換して出力することができ、利用者３０１の耳３０１ｂの近傍の騒音を相殺する制御音を発する機能を備えている。

誤差音検知手段としての誤差検出器３５０は、騒音低減後の音を誤差として検出し、騒音低減装置３００の動作結果に対してフィードバックを行う。これにより、騒音環境などが変化しても利用者の耳の位置で常に騒音を最小にすることができる。

図３（ａ）に示すように、本発明の実施の形態１における騒音低減装置３００では、騒音源３１０から発せられた騒音を騒音検出器３２０により検知し、騒音制御器３３０で信号処理を行ってスピーカ３４０から制御音を出力して、騒音源３１０から発せられた騒音と位相の反転した音を重ね合わせて利用者３０１の耳３０１ｂに発信することにより、騒音の低減を行う。

図３（ｂ）は、スピーカ３４０から出力する制御音と騒音源３１０から発せられる騒音とを重ね合わせる方法について示している。

騒音源３１０と利用者３０１の耳３０１ｂとを結ぶ騒音の主到達経路３１０Ｎに対して騒音の拡がり角度がαである場合、スピーカ３４０を拡がり角度αの内部に配置する。これにより、スピーカ３４０から発せられる位相が反転した制御音が騒音と重ね合わされて利用者３０１の耳３０１ｂに到達する。また、重ね合わせの領域内に誤差検出器としてのエラーマイク３５０を配置することにより、騒音低減後の音を誤差として検出し、騒音低減装置３００の動作結果に対してフィードバックを行い、騒音低減効果を高めることができる。

次に、本発明の実施の形態１における騒音低減装置（以下、「本装置」と略記する）を航空機の客室に設置した場合の事例について、図４を用いて説明する。図４は、航空機の客室に設置された騒音低減装置の主要な構成を示す平面図である。

図４に示すように、本装置は、航空機の客室Ａ（図１）に配列され、騒音を制御する制御空間である座席４０２に設置される。

座席４０２は、壁面によりシェル状に周囲を囲い利用者の占有領域を確保するシェル部４０２ａおよびシェル部４０２ａの内部に配置された座席部４０２ｂを備えている。シェル部４０２ａは、座席部４０２ｂの前方に対向する位置に棚部４０２ａａを備えており、机としての機能を発揮することができる。また、座席部４０２ｂは、背もたれ部（図示せず）、ヘッドレスト４０２ｂｃおよび肘掛け部４０２ｂｄ、４０２ｂｅを備えている。

航空機の客室Ａにおける音環境としては、機体に搭載されたエンジンや客室の内部に配設されたエアコンその他の騒音源があり、座席４０２では、騒音源から発せられる騒音が、シェル部４０２ａの外周部に到達する。

また、ヘッドレスト４０２ｂｃはＣ形の形状を有し利用者４０１が座席部４０２ｂに着座すると頭部４０１ａがヘッドレスト４０２ｂｃに囲まれた状態になる。またヘッドレスト４０２ｂｃには、騒音制御器４３０およびスピーカ４４０ａ、４４０ｂが埋め込まれ、スピーカ４４０ａ、４４０ｂは利用者４０１の頭部４０１ａに対して耳４０１ｂに対向して配置される。また誤差検出器としてマイク４５０ａ、４５０ｂは頭部４０１ａとスピーカ４４０ａ、４４０ｂとの間にそれぞれ配置される。

次に、本装置における構成上の特徴である、利用者から発する音声がエコーとなって反響する現象（以下、「エコー現象」と略記する）を抑制する方法について、図４および図５を用いて説明する。図５は、本装置における制御音の生成に係わる主要な構成を示すブロック図である。

本装置では、図４に示すシェル部４０２ａの内部を座席４０２の制御空間、座席部４０２ｂに着席した利用者４０１の頭部４０１ａの位置を制御空間の中心として、制御中心と定義する。

図４において、座席４０２では、例えば外部の騒音源４１０から発せられた騒音に対してシェル部４０２ａにより座席４０２の周囲で物理的な防音を行う。騒音源４１０からの騒音はシェル部４０２ａの内部に進入し、座席部４０２ｂに着席した利用者４０１の頭部４０１ａ（制御中心）に到達する。航空機の騒音のように種々の騒音源が存在し、主要な騒音経路を特定できないような場合には、無指向性の騒音源マイクをシェル部４０２ａ（制御空間）またはその近傍に複数配設する。図４は、一例としてシェル部４０２ａの所定の位置に騒音源マイク４２０ａ〜４２０ｇ（図３の騒音検出器３２０に相当）を配設した事例を示す。

以下、本装置における制御音の生成に係わる構成および機能について、シェル部４０２ａの４箇所に騒音源マイクを配設した場合を事例として、図５を用いて説明する。なお、図５において図３と同じ構成については説明を省略する。

本装置は、騒音制御器３３０（図３）において、フィルタ係数算出部３３３と騒音検出器３２０に係わるＡ／Ｄ変換器３３１との間に増幅器５３４、増幅制御部５３５およびメモリー５３６を備え、増幅制御部５３５はメモリー５３６に予め記憶された情報に基づいて増幅器５３４の制御を行う。メモリー５３６は、増幅器５３４に対する制御係数（後述）の設定および変更などに必要なデータおよびプログラムを記憶し、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等、汎用の記憶素子が使用される。また、適応デジタルフィルタ３３２とＤ／Ａ変換器３３４との間には加算部５３７が配置されている。

図５において、座席４０２（図４）に配設された騒音源マイクＭ１〜Ｍ４（例えば、図４の騒音源マイク４２０ｄ、４２０ａ、４２０ｅ、４２０ｆに相当）は、座席４０２（図４）に着席した利用者５０１の口元５０１ｃ（制御空間内の特定の位置）とそれぞれｄ１〜ｄ４の距離（以下、騒音源マイクから利用者の口元５０１ｃまでの距離を「マイク距離」と略記する）にある。騒音源マイクＭ１〜Ｍ４における騒音検出値は、Ａ／Ｄ変換器３３１に入力され、Ａ／Ｄ変換された信号がＡ／Ｄ変換器３３１から適応デジタルフィルタ３３２および増幅器５３４に入力される。増幅器５３４はＡ／Ｄ変換器３３１から入力された騒音検出値を増幅する際に、増幅制御部５３５の指示に基づき、騒音源マイクＭ１〜Ｍ４のそれぞれに対して予め設定された制御係数ｋを用いて騒音検出値の増幅率を決定する。

制御係数ｋは、制御空間内の特定の位置と騒音源マイクとの距離であるマイク距離に係わる係数であり、０＜ｋ＜１として騒音源マイクＭ１〜Ｍ４に対して個別に予め設定することにより、マイク距離に応じて増幅器５３４の増幅率を制御し、騒音源マイクＭ１〜Ｍ４における検出値の重み付けを行う。また、加算部５３７は、４つの騒音源マイクＭ１〜Ｍ４それぞれに対応する適応デジタルフィルタの出力を加算して制御音発生器３４０を制御するための制御音信号を生成する。

マイク距離が小さい騒音源マイクは、利用者が発する音声を大きなレベルの騒音として検出し、エコー現象に大きな影響を与える。したがって、本装置では、エコー現象を抑制するための措置として、マイク距離が小さい騒音源マイクに対しては小さな制御係数を設定する。例えば、図５において、騒音源マイクＭ１〜Ｍ４のマイク距離に関しｄ２＜ｄ１＜ｄ３＜ｄ４の関係がある場合には、騒音源マイクＭ１〜Ｍ４に対する制御係数をｋ２＜ｋ１＜ｋ３＜ｋ４として設定する。また、制御係数を設定する際に、マイク距離に加えて、騒音源マイクの設置場所、設置方向、指向性マイクを使用する場合の指向性の方向など、設置条件に係わる補正値を制御係数に含めることにより、より正確な制御係数の決定を行うことが可能となる。

制御係数を決定する他の方法として、擬似音源を使用する方法もある。一例として、本装置の設置時など利用者の不在時に利用者の口元に近い位置（制御中心の近傍）など、制御空間内の特定位置にスピーカを配置して試験信号を出力し、それぞれの騒音源マイクＭ１〜Ｍ４で試験信号の検出レベルを確認する。この試験信号の検出レベルに応じて制御係数ｋ１〜ｋ４を設定する。すなわち、試験信号の検出レベルが最も大きい騒音源マイク（マイク距離が最も小さい騒音源マイクＭ２）には最も小さい制御係数を設定し、逆に試験信号の検出レベルが最も小さい騒音源マイク（マイク距離が最も大きい騒音源マイクＭ４）には最も大きい制御係数を設定する。また、各騒音源マイクの距離が予め分かっている場合には、マイク距離が最も小さい騒音源マイクＭ２のみで試験信号を検出し、その検出レベルに基づいて騒音源マイクＭ２の制御係数を決定する。残りの騒音源マイクＭ１、Ｍ３、Ｍ４の制御係数についてはマイク距離に応じて決定してもよい。

なお、増幅制御部５３５は、制御係数ｋ１〜ｋ４の設定および変更などを実行するための手段として、増幅率の設定に必要な電子回路、液晶表示パネルなどの表示手段、操作ボタンなどの入力手段およびプログラムを備えていてもよい（いずれも図示せず）。

このように、本実施の形態ではフィルタ係数算出部３３３の前に増幅器５３４を配置し、エコー現象に大きな影響を与える、マイク距離の小さい騒音源マイクに対応する制御係数（増幅率）を小さく設定し、逆にエコー現象への影響が小さな騒音源マイクに対応する制御係数を大きく成長させることで、騒音低減効果の低減を最小限にとどめたまま、エコー現象の発生を効率的に抑制することができる。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について図６を用いて説明する。図６は、本実施の形態の本装置における制御音の生成に係わる主要な構成を示すブロック図である。

上記の実施の形態１においてフィルタ係数算出部３３３の前に増幅器５３４を配置し、その増幅率を変更する制御係数ｋをマイク距離に応じて設定し、エコー現象を抑制した。本実施の形態では、フィルタ係数算出部３３３には騒音源マイクＭ１〜Ｍ４の出力をそのまま入力し、従来通りフィルタ係数を算出し、算出したフィルタ係数で適応デジタルフィルタ３３２のフィルタ係数を更新する。そして、適応デジタルフィルタ３３２の更新されたフィルタ係数の最大値を監視し、この最大値が予め設定された閾値を越えるとフィルタ係数の更新を止めるようにしたものである。この閾値をマイク距離が小さいほど小さく、マイク距離が大きいほど大きく設定することにより、エコー現象に最も影響が大きいマイク距離の小さい騒音源マイク（例えば、騒音源マイクＭ２）に対応する適応デジタルフィルタのフィルタ係数の更新を止め、適応デジタルフィルタの出力が一定以上大きくなるのを止めるようにしている。

具体的に説明すると、図６に示すように、適応デジタルフィルタ３３２とフィルタ係数算出部３３３との間に閾値判定部６３４、閾値制御部６３５、メモリー６３６を配置する。各騒音源マイクＭ１〜Ｍ４に対応する適応デジタルフィルタ３３２のフィルタ係数の最大値を適応デジタルフィルタ３３２から出力して、閾値判定部６３４に入力する。閾値制御部６３５はメモリー６３６に予め記憶された情報に基づいて閾値判定部６３４の制御を行う。すなわち、閾値判定部６３４に設定される閾値ｈ（制御係数）を決定する。この場合、フィルタ係数は正、負両方の値をとりうるので閾値判定部６３４にはフィルタ係数の絶対値の最大値を入力する。

閾値ｈ１〜ｈ４は、実施の形態１と同様な方法で決定される。すなわち、マイク距離が小さい騒音源マイクはエコー現象に大きな影響を与えるので、例えば、騒音源マイクＭ２に対応する適応デジタルフィルタに対してはより小さな閾値を設定して、フィルタ係数が大きくなるのを抑制する。一方、マイク距離が大きな騒音源マイクはエコー現象に大きな影響を与えないので、例えば、騒音源マイクＭ４に対応する適応デジタルフィルタに対しては、より大きな閾値を設定してフィルタ係数が大きくなるのを許容する。例えば、図５に示すように、騒音源マイクＭ１〜Ｍ４のマイク距離に関しｄ２＜ｄ１＜ｄ３＜ｄ４の関係がある場合には、騒音源マイクＭ１〜Ｍ４に対応する適応デジタルフィルタ３３２のフィルタ係数の更新を止める閾値をｈ２＜ｈ１＜ｈ３＜ｈ４として設定する。また、閾値ｈは実施の形態１と同様に擬似音源を使用する方法で求めてもよい。

このように、本実施の形態ではエコー現象に大きな影響を与える、マイク距離の小さい騒音源マイクに対応する適応デジタルフィルタ３３２のフィルタ係数の更新を小さい段階で止めることにより、騒音低減効果の低減を最小限にとどめたまま、エコー現象の発生を効率的に抑制することができる。

（実施の実施３）
次に、本発明の実施の形態３について図７を用いて説明する。図７は、本実施の形態の本装置における制御音の生成に係わる主要な構成を示すブロック図である。

上記の実施の形態１、２においては適応デジタルフィルタ３３２のフィルタ係数はエラーマイク３５０で検出される誤差信号を最小にするようにフィルタ係数算出部３３３において適宜更新されていた。これにより、座席４０２（図４）周辺の騒音環境が変化しても騒音低減効果を維持している。しかしながら、座席４０２周辺の騒音環境があまり変化しない場合には、適応デジタルフィルタ３３２のフィルタ係数を固定にしても騒音低減を図ることができる。図７に示すように、本実施の形態では、Ａ／Ｄ変換器３３１と適応デジタルフィルタ３３２との間に増幅器７３４、増幅制御部７３５およびメモリー７３６を備え、増幅制御部７３５はメモリー７３６に予め記憶された情報に基づいて増幅器７３４の制御を行う。

増幅器７３４はＡ／Ｄ変換器３３１から入力された騒音検出値を増幅する際に、増幅制御部７３５の指示に基づき、騒音源マイクＭ１〜Ｍ４のそれぞれに対して予め設定された制御係数ｋを用いて騒音検出値の増幅率を決定する。

制御係数ｋ５〜ｋ８は、実施の形態１と同様な方法で決定される。すなわち、マイク距離が小さい騒音源マイク（例えば、騒音源マイクＭ２）はエコー現象に大きな影響を与えるので、より小さな制御係数を設定する。一方、マイク距離が大きな騒音源マイク（例えば、騒音源マイクＭ４）はエコー現象に大きな影響を与えないので、より大きな制御係数を設定する。例えば、図７において、騒音源マイクＭ１〜Ｍ４のマイク距離に関しｄ２＜ｄ１＜ｄ３＜ｄ４の関係がある場合には、騒音源マイクＭ１〜Ｍ４に対する制御係数をｋ６＜ｋ５＜ｋ７＜ｋ８として設定する。また、制御係数ｋは実施の形態１と同様に擬似音源を使用する方法で求めてもよい。

このように、本実施の形態では適応デジタルフィルタ３３２の前に増幅器７３４を配置し、エコー現象に大きな影響を与える、マイク距離の小さい騒音源マイクに対応する制御係数（増幅率）を小さく設定して、エコー現象の発生を効率的に抑制することができる。この場合、実施の形態１，２と比較して騒音低減効果は弱まるが、誤差音検出マイク３５０やフィルタ係数算出部３３３など、フィルタ係数更新のための構成が不要になり簡単にエコー対策を施すことが可能になる。

なお、本実施の形態の場合には、増幅器７３４は適応デジタルフィルタ３３２と加算部５３７との間に配置しても同様の効果を発揮する。

以上の通り、本装置を使用することにより、利用者と騒音源マイクとの位置関係に基づいて、騒音源マイクの制御係数を決定することができる。これにより、制御空間において外部の騒音を効果的に低減することができるとともに、利用者が発する音声に起因するエコー現象を抑制することが可能となる。これにより、高品質の騒音低減を実現する効果を発揮することができる。

なお、上記実施の形態では制御空間として航空機内に配列された座席を例に説明したが、これに限定されるものではなく、本装置は騒音の大きい航空機や鉄道車両などに使用可能な高品質の騒音低減装置を提供することができる。

また、上記実施の形態では、利用者の音声に起因するエコー現象に対する措置について述べたが、本装置は利用者が使用する音響装置などから発する音などに起因するエコー現象に対しても有効である。この場合には、例えば、棚部４０２ａａ（図４）の所定の位置から騒音源マイクまでの距離をマイク距離とすることなどにより、制御係数を設定することができる。

また、上記実施の形態では、図５、図７において増幅器５３４はＡ／Ｄ変換器３３１の後に配置したが、Ａ／Ｄ変換器３３１の前に配置してもよい。この場合は、騒音源マイクＭ１〜Ｍ４からのアナログ信号出力を増幅することになる。

また、上記実施の形態では、設置されたすべての騒音源マイクに対してマイク距離に応じて制御係数を変更するとしたが、特定の騒音源マイク（例えば、マイク距離の最も小さい騒音源マイク）のみ制御係数を変更し、残りは固定係数としてもよい。

本発明の騒音低減装置は、高品質の騒音低減装置を提供することができる。したがって、航空機や列車、車など複雑な騒音環境の中で高度の快適性が求められる利用空間内で使用する騒音低減装置として適用可能である。

１００ 航空機
１００ａ，Ａ，Ｂ，Ｃ 客室
１０１ａ，１０１ｂ 翼
１０２ａ，１０２ｂ エンジン
１０４ システム管理装置
１０５，４０２ 座席（制御空間）
３００ 騒音低減装置
３０１，４０１ 利用者
４０１ａ 頭部（制御中心）
３０１ｂ，４０１ｂ 耳
３１０，ＮＳ１ａ，ＮＳ１ｂ，ＮＳ１ｃ，ＮＳ２ａ，ＮＳ２ｂ，ＮＳ２ｃ，ＮＳ２ｄ，ＮＳ２ｅ 騒音源
３１０Ｎ 主到達経路（騒音経路）
３２０ 騒音検出器
３３０，４３０ 騒音制御器
３３１，３３５ Ａ／Ｄ変換器
３３２ 適応デジタルフィルタ
３３３ フィルタ係数算出部
３３４ Ｄ／Ａ変換器
３４０ 制御音発生器（スピーカ）
３５０ 誤差検出器（エラーマイク）
４２０ａ〜４２０ｇ，Ｍ１〜Ｍ４ 騒音源マイク
４０２ａ シェル部
４０２ａａ 棚部
４０２ｂ 座席部
４０２ｂｃ ヘッドレスト
４０２ｂｄ，４０２ｂｅ 肘掛け部
４４０ａ，４４０ｂ スピーカ
４５０ａ，４５０ｂ エラーマイク
５３４，７３４ 増幅器
５３５，７３５ 増幅制御部
５３６，６３６，７３６ メモリー
５３７ 加算部
６３４ 閾値判定部
６３５ 閾値制御部
α 拡がり角度
ｄ１〜ｄ４ マイク距離
ｋ１〜ｋ４ 制御係数

Claims (9)

1. 騒音源から発せられる騒音を検知する複数の騒音検知手段と、
   前記騒音検知手段により検知された騒音を制御空間の制御中心において打ち消すための制御音信号を生成させる騒音制御手段と、
   前記騒音制御手段からの制御音信号に基づいて制御音を出力する制御音出力手段と、
   前記制御中心において前記騒音源から発せられる騒音と前記制御音出力手段から出力される制御音とを重畳して誤差音を検知する誤差音検知手段と、を備えた騒音低減装置であって、
   前記複数の騒音検知手段を前記制御空間またはその近傍に配置し、
   前記騒音制御手段は、前記複数の騒音検知手段の出力を入力とする適応デジタルフィルタと、前記複数の騒音検知手段の出力および前記誤差音検知手段の出力を入力とし、前記誤差音を最小にするように前記適応デジタルフィルタのフィルタ係数を更新するフィルタ係数算出部と、
   前記複数の騒音検知手段に対応する前記適応デジタルフィルタからの複数の出力を加算して前記制御音信号を生成する加算手段と、を備え、
   前記騒音制御手段は前記複数の騒音検知手段のそれぞれに対して前記制御空間内の特定の位置と騒音検知手段との距離に係わる制御係数を設定して検出値の重み付けを行い、前記制御係数に基づいて前記制御音の出力を制御することを特徴とする騒音低減装置。
2. 前記制御係数は前記制御中心またはその近傍の特定の位置と前記騒音検知手段との距離に係わる係数であることを特徴とする請求項１に記載の騒音低減装置。
3. 前記制御係数は前記制御空間内の特定の位置と前記騒音検知手段との距離が小さいほど小さく、前記距離が大きいほど大きく、重み付けを行う係数であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の騒音低減装置。
4. 前記複数の騒音検知手段の出力をそれぞれ増幅して前記フィルタ係数算出部へ出力する増幅器をさらに備え、前記制御係数は前記増幅器の増幅率であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の騒音低減装置。
5. 前記複数の騒音検知手段に対応する前記適応デジタルフィルタのフィルタ係数のそれぞれの「絶対値」の最大値を入力とし、予め設定した閾値と比較してフィルタ係数の最大値が前記閾値を越えた場合には、対応する前記適応デジタルフィルタのフィルタ係数の更新を止めるよう制御する閾値判定部をさらに備え、前記制御係数は前記閾値であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の騒音低減装置。
6. 前記適応デジタルフィルタのフィルタ係数が固定の場合であって、前記複数の騒音検知手段の出力をそれぞれ増幅して前記適応デジタルフィルタへ出力する増幅器をさらに備え、前記制御係数は前記増幅器の増幅率であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の騒音低減装置。
7. 前記制御係数は前記騒音検知手段の設置条件に係わる補正値を含むことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の騒音低減装置。
8. 利用者不在時に前記制御空間内の特定位置にスピーカを配置して試験信号を出力し、前記騒音検知手段が検出した前記試験信号の検出レベルに応じて前記制御係数を設定することを特徴とする請求項１に記載の騒音低減装置。
9. 前記制御係数は前記検出レベルが大きいほど小さく、前記検出レベルが小さいほど大きく、重み付けを行う係数であることを特徴とする請求項８に記載の騒音低減装置。

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