JPH07181980A

JPH07181980A - 消音装置

Info

Publication number: JPH07181980A
Application number: JP5324694A
Authority: JP
Inventors: Masakatsu Arihara; 正勝有原; Kazuhiko Okashita; 和彦岡下
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1993-12-22
Filing date: 1993-12-22
Publication date: 1995-07-21

Abstract

(57)【要約】【目的】住宅や工場等の所定の３次元空間に様々な方
向から到来する複数の騒音を能動的に確実に消音する。【構成】入力信号判定回路７及び入力信号切替回路６
によって選択されたセンサマイク２ａは、左側から到来
する第１騒音を検出して第１騒音信号に変換する。エラ
ーマイク４1〜４4は、付加音源スピーカ３1〜３4から放
射される第１〜第４付加音によって減衰させられて残留
する第１〜第４残留騒音を検出して第１〜第４残留騒音
信号に変換する。信号処理回路８は、第１騒音信号及び
第１〜第４残留騒音信号に基づいて、選択されたエラー
マイク２ａの検出位置において第１騒音の波形成分と逆
位相となる第１〜第４付加音を放射させる付加音信号を
生成して付加音源スピーカ３1〜３4に供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、所定空間に到来する
騒音を能動的に消音する消音装置に係り、特に、住宅や
工場等における所定の３次元内部空間を消音する手段と
して好適な消音装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ある３次元空間に到来する騒音を能動的
に消音する消音装置としては、従来から、例えば、特開
昭５９−１１４５９７号公報、特開平４−２７２９６号
公報、及び特開平３−２７４８９７号公報等に記載のも
のが知られている。特開昭５９−１１４５９７号公報に
は、飛行機の胴体内部に到来するエンジンやプロペラが
発生する騒音や胴体及び翼の上の空気の通過に起因する
騒音を能動的に消音する消音装置が記載されている。そ
して、この消音装置は、飛行機の胴体内部の騒音レベル
を検出するセンサマイクと、騒音発生源の音（源音）と
逆位相で同振幅の付加音を発生する付加音源スピーカ
と、源音と付加音源スピーカによって作られた付加音と
の音響的和を検出するエラーマイクと、センサマイクの
出力信号に基づいて、付加音を発生するために付加音源
スピーカを駆動する付加音信号を生成するとともに、エ
ラーマイクから出力される残留騒音信号に基づいて、付
加音信号を調整する信号処理部とから構成されている。

【０００３】一方、特開平４−２７２９６号公報には、
騒音信号に対して逆位相で同振幅の付加音信号を生成す
る適応型ＦＩＲフィルタと、付加音信号を入力して付加
音を放射する付加音源スピーカと、観測点の騒音レベル
を検出して適応型ＦＩＲフィルタにフィードバックする
エラーマイクとがそれぞれ複数個ずつ設けられた消音装
置が記載されている。

【０００４】さらに、特開平３−２７４８９７号公報に
は、複数のエラーマイク及び１つのセンサマイクを用い
た消音装置において、複数のエラーマイクをいくつかに
区分し、上記複数のエラーマイクの出力信号のサンプリ
ングに際し、各エラーマイクに対応して設けられた複数
の適応型ＦＩＲフィルタのフィルタ係数を、区分された
エラーマイク毎に、該当するエラーマイクから出力され
る残留騒音信号が最小となるように更新する技術が開示
されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の公報に記載された消音装置は、いずれも騒音を能動
的に消音する基本的で原理的な装置ではあるが、消音の
対象である騒音源は固定的に扱われている。そのため、
センサマイクは、騒音源とみなされた装置の近傍や騒音
が到来するとみなされたダクト等の開口端近傍に固定さ
れている。

【０００６】一方、騒音にさらされ、これの抑制が望ま
れる作業現場や工場内の休憩エリア、あるいは一般住宅
の居間等に到来する騒音は多種多様であると共に、その
到来方向も様々であり、さらに、時間と共にその大きさ
も到来方向も変化する。しかしながら、上記消音装置は
いずれも上記した騒音の特性を考慮して設計されていな
いため、装置を有効に活用できないと共に、的確に各騒
音を抑制できないという欠点があった。

【０００７】この発明は、上述の事情に鑑みてなされた
もので、住宅や工場等の所定の３次元空間に様々な方向
から到来する複数の騒音を能動的に確実に消音すること
ができる消音装置を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、入力される付加音信号に基
づいて所定空間に付加音を放射する複数の付加音放射手
段と、前記所定空間に到来する騒音を検出して騒音信号
を出力する複数の騒音検出手段と、前記騒音が、複数の
前記付加音放射手段から放射される前記付加音によって
打ち消されて残留する残留騒音を検出して残留騒音信号
を出力する単数又は複数の残留騒音検出手段と、前記騒
音検出手段を選択する選択手段と、前記騒音信号及び前
記残留騒音信号に基づいて、前記選択手段によって選択
された前記騒音検出手段の検出位置において対応する騒
音の波形成分と逆位相となる付加音を放射させる付加音
信号を生成して複数の前記付加音放射手段に供給する制
御手段とを備えてなることを特徴としている。

【０００９】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の消音装置であって、前記選択手段は、複数の前記騒
音検出手段の出力レベルに基づいて前記騒音検出手段を
選択することを特徴としている。

【００１０】さらに、請求項３記載の発明は、請求項１
記載の消音装置であって、前記選択手段は、前記所定空
間の状況変化、あるいは複数の前記騒音の発生源の動作
に連動して前記騒音検出手段を選択することを特徴とし
ている。

【００１１】加えて、請求項４記載の発明は、請求項１
ないし３のいずれかに記載の消音装置であって、前記制
御手段は、フィルタ係数が制御可能なコントロールド・
フィルタ及び適応フィルタを有し、前記騒音信号及び前
記残留騒音信号に基づいて、前記所定空間にて前記残留
騒音を常時最小とすべく前記適応フィルタにより適応制
御を行い、この結果算出される前記フィルタ係数を前記
コントロールド・フィルタに供給すると共に、前記騒音
信号を前記コントロールド・フィルタに入力し、該コン
トロールド・フィルタの出力信号を前記付加音信号とし
て複数の前記付加音放射手段に供給し、さらに、前記適
応制御を安定化させるための補正用フィルタが複数の前
記騒音検出手段に対応して設けられ、消音動作開始前に
複数の前記補正用フィルタのフィルタ係数の同定処理を
行い、複数の前記補正用フィルタは、前記選択手段によ
る前記騒音検出手段の選択に連動して切り替えられ、動
作することを特徴としている。

【００１２】

【作用】請求項１記載の構成において、選択手段は、使
用者に操作され、あるいは自動的に、騒音検出手段を選
択する。これにより、選択された騒音検出手段は、所定
空間に到来する騒音を検出して騒音信号を出力する。ま
た、単数又は複数の残留騒音検出手段は、上記騒音と、
複数の付加音放射手段から放射され、合成された付加音
との干渉による干渉騒音を検出して残留騒音信号をそれ
ぞれ出力する。これにより、制御手段が騒音信号及び残
留騒音信号に基づいて、選択された上記騒音検出手段の
検出位置における騒音の波形成分と逆位相の付加音を放
射させる付加音信号を生成して複数の付加音放射手段に
供給する。複数の付加音放射手段は、入力される付加音
信号に基づいて、所定空間に付加音を放射する。したが
って、請求項１記載の構成によれば、所定空間に到来す
る騒音は、合成された付加音によって干渉され打ち消さ
れて消音される。

【００１３】請求項２記載の構成においては、選択手段
により複数の騒音検出手段の出力レベルに基づいて騒音
検出手段が自動的に選択されるので、たとえば、最も大
きな騒音を効果的に消音することができる。

【００１４】請求項３記載の構成において、選択手段に
より所定空間の状況変化、あるいは複数の前記騒音の発
生源の動作に連動して騒音検出手段が自動的に選択され
る。したがって、たとえば、住宅等の居間を所定空間と
想定すると共に、その居間の騒音が到来する側の窓が開
けられることにより所定空間の状況が変化したと想定し
た場合には、その窓近傍に設けられた騒音検出手段が自
動的に選択され、窓から居間に侵入する騒音が直ちに消
音される。また、所定空間として工場の休憩エリアを想
定すると共に、騒音の発生源として旋盤等の工作機械を
想定した場合、工作機械の電源が投入された際には、上
記工作機械の近傍に設けられた騒音検出手段が自動的に
選択され、工作機械によって発生された騒音が所定空間
に到来すると、直ちに消音される。

【００１５】請求項４記載の構成において、選択手段に
よる騒音検出手段の選択に連動して切り替えられ補正用
フィルタは、適応制御を安定化させるために動作する。

【００１６】

【実施例】以下、図面を参照して、この発明の実施例に
ついて説明する。図１はこの発明の一実施例である消音
装置の電気的構成を示すブロック図である。この図にお
いて、騒音を消音すべき空間１からそれぞれ所定距離離
れた箇所には、センサマイク２ａ〜２ｃが、例えば、天
井から吊り下げられて設けられている。センサマイク２
ａは図中左側から到来した第１騒音のレベルを検出して
第１騒音信号に変換し、センサマイク２ｂは図中下側か
ら到来した第２騒音のレベルを検出して第２騒音信号に
変換し、センサマイク２ｃは図中右側から到来した第３
騒音のレベルを検出して第３騒音信号に変換する。

【００１７】付加音源スピーカ３1〜３4は、空間１の近
傍に、例えば、天井から吊り下げられてそれぞれ設けら
れ、空間１に到来する騒音を打ち消すための第１〜第４
付加音をそれぞれ同時に放射する。エラーマイク４1〜
４4は、空間１と付加音源スピーカ３1〜３4との間の空
間に、それぞれ付加音源スピーカ３1〜３4に対応して、
例えば、天井から吊り下げられて設けられている。エラ
ーマイク４1〜４4は、それぞれ付加音源スピーカ３1〜
３4から放射される第１〜第４付加音によって減衰させ
られて残留する第１〜第４残留騒音のレベルを検出して
それぞれ第１〜第４残留騒音信号に変換する。

【００１８】センサマイク２ａ〜２ｃからそれぞれ出力
された第１〜第３騒音信号は、制御装置５の入力信号切
替回路６及び入力信号判定回路７に入力される。入力信
号切替回路６は、入力信号判定回路７によって制御さ
れ、第１〜第３騒音信号のいずれか１つの騒音信号を出
力する。入力信号判定回路７は、単独で常時動作して第
１〜第３騒音信号を監視し、最もレベルの大きい騒音信
号を出力するように入力信号切替回路６を制御すると共
に、信号処理回路８を制御する。入力信号切替回路６か
ら出力された騒音信号は、図示せぬ増幅器（ＡＭＰ）に
よって増幅され、図示せぬローパスフィルタ（ＬＰＦ）
を通過することによりその低周波成分が抽出され、図示
せぬアナログ／デジタル変換器（ＡＤコンバータ）によ
ってデジタルの騒音データに変換された後、信号処理回
路８に供給される。

【００１９】信号処理回路８は、各部を制御するＣＰＵ
（中央処理装置）（図示略）と、適応フィルタ（以下、
ＡＤＦという）群９と、コントロールド・フィルタ（以
下、ＣＮＦという）群１０と、補正用フィルタ群（図示
略）等とから概略構成され、初期動作として、各付加音
源スピーカ３1〜３4から各エラーマイク４1〜４4までの
間の伝達関数Ｇ11〜Ｇ41，Ｇ12〜Ｇ42，Ｇ13〜Ｇ43，Ｇ
14〜Ｇ44の同定、及び適応制御動作として、各センサマ
イク２ａ〜２ｃから各付加音源スピーカ３1〜３4までの
間の伝達関数Ｈ1a〜Ｈ4a，Ｈ1b〜Ｈ4b，Ｈ1c〜Ｈ4cの逆
特性Ｆ1a〜Ｆ4a，Ｆ1b〜Ｆ4b，Ｆ1c〜Ｆ4c（正確には、
予め、伝達関数Ｇ11〜Ｇ41，Ｇ12〜Ｇ42，Ｇ13〜Ｇ43，
Ｇ14〜Ｇ44の効果を除去された逆特性Ｆ1a〜Ｆ4a，Ｆ1b
〜Ｆ4b，Ｆ1c〜Ｆ4c）の逐次同定等を行い、空間１に到
来する騒音を打ち消すべきデジタルの第１〜第４付加音
データを生成して出力する。この効果は、付加音源スピ
ーカ３1〜３4から第１〜第４付加音が放射されることに
より加えられる（元に戻る）。

【００２０】図２に示すように、ＡＤＦ群９は付加音源
スピーカ３1〜３4に対応した４個のＡＤＦ９1〜９4から
構成され、ＣＮＦ群１０は付加音源スピーカ３1〜３4に
対応した４個のＣＮＦ１０1〜１０4から構成され、補正
用フィルタ群は付加音源スピーカ３1〜３4及びエラーマ
イク４1〜４4に対応した１６個の補正用フィルタ１１1
〜１１16から構成されている。入力信号判定回路７は、
入力信号切替回路６から信号処理回路８に供給させた騒
音信号に対応して、ＡＤＦ９1〜９4に対して上記した逆
特性Ｆ1a〜Ｆ4a，Ｆ1b〜Ｆ4b，Ｆ1c〜Ｆ4cのいずれかの
逐次同定を行わせる。

【００２１】また、信号処理回路８には、図２に示すよ
うに、各エラーマイク４1〜４4からそれぞれ出力され、
デジタル変換された第１〜第４残留騒音データの中から
いずれか１つの残留騒音データを１サンプリング周期毎
に選択してＡＤＦ９1〜９4にそれぞれ供給するスイッチ
１２1〜１２4が設けられている。なお、図２では、説明
を簡単にするために、各エラーマイク４1〜４4は、それ
ぞれ直接スイッチ１２1〜１２4と接続されているように
図示してあるが、実際は、図１に示すように、エラーマ
イク入力回路１３を介して接続されている。同様に、図
２では、各ＣＮＦ１０1〜１０4は、それぞれ直接付加音
源スピーカ３1〜３4と接続されているように図示してあ
るが、実際は、図１に示すように、スピーカ駆動回路１
４を介して接続されている。

【００２２】ＡＤＦ９1〜９4は、対応する４つの補正用
フィルタ１１によってそれぞれ補正された４つの騒音デ
ータの値に基づいて、対応するスイッチ１２から出力さ
れる残留騒音データを用いて、最小２乗平均(Least Mea
n Squre; 以下、ＬＭＳという)等の適応制御アルゴリズ
ムを駆使して、常にエラーマイク４の位置での残留騒音
が最小となるように、必要な伝達関数（フィルタ係数）
の適応化処理（適応動作）を行う。

【００２３】図示せぬ白色雑音発生部は、打ち消すべき
騒音の帯域に制限された白色雑音データを生成する。Ｃ
ＮＦ１０1〜１０4には、選択されたセンサマイク２から
対応する付加音源スピーカ３までの間の伝達関数Ｈの逆
特性Ｆに対応するフィルタ係数Ｗ1a〜Ｗ4a，Ｗ1b〜Ｗ4
b，Ｗ1c〜Ｗ4cのいずれかが設定される。これらのフィ
ルタ係数Ｗ1a〜Ｗ4a，Ｗ1b〜Ｗ4b，Ｗ1c〜Ｗ4cは、対応
するＡＤＦ９によって、所定のサンプリング周期毎に更
新される。

【００２４】補正用フィルタ１１1〜１１16は、ＦＩＲ
デジタルフィルタから構成されており、上記適応制御ア
ルゴリズムの安定化に寄与するものであり、対応する付
加音源スピーカ３から対応するエラーマイク４までの間
の伝達関数Ｇに対応するフィルタ係数Ｃが設定される。
この補正用フィルタ１１を含む適応制御アルゴリズム
は、エラー・スキャンニング（ＥＳ）アルゴリズムと呼
ばれており、その詳細については、上記した特開平３−
２７４８９７号公報を参照されたい。

【００２５】再び、図１の説明に戻る。図１において、
エラーマイク入力回路１３は、ＡＭＰと、ＬＰＦと、Ａ
Ｄコンバータとから構成されており、エラーマイク４1
〜４4からそれぞれ出力される第１〜第４残留騒音信号
の増幅、低周波成分の抽出及びデジタル変換をパラレ
ル、あるいは時系列に行い、第１〜第４残留騒音データ
として信号処理回路８に供給する。

【００２６】スピーカ駆動回路１４は、デジタル／アナ
ログ変換器（以下、ＤＡコンバータ）と、ＬＰＦと、Ａ
ＭＰとから構成されており、図示せぬ白色雑音発生部か
ら出力される白色雑音データ、あるいはＣＮＦ１０1〜
１０4からそれぞれ出力される第１〜第４付加音データ
等のアナログ変換、低周波成分の抽出及び増幅をパラレ
ル、あるいは時系列に行い、白色雑音信号、あるいは第
１〜第４付加音信号として付加音源スピーカ３1〜３4に
供給する。ＬＰＦはアンチエリアシングフィルタによっ
て構成されている。

【００２７】次に、この例の動作について説明する。上
記構成において、まず、消音動作を行う前に、初期設定
として、補正用フィルタ１１1〜１１16のフィルタ係数
Ｃ11〜Ｃ41，Ｃ12〜Ｃ42，Ｃ13〜Ｃ43，Ｃ14〜Ｃ44を求
めておく必要がある。これらのフィルタ係数Ｃ11〜Ｃ4
1，Ｃ12〜Ｃ42，Ｃ13〜Ｃ43，Ｃ14〜Ｃ44は、それぞれ
同様の方法で求めることができるので、以下、付加音源
スピーカ３1からエラーマイク４1までの間の伝達関数Ｇ
11に対応したフィルタ係数Ｃ11を求める方法について図
２を参照して説明する。まず、スイッチ１２1を、エラ
ーマイク入力回路１３から出力される、エラーマイク４
1に対応した騒音データが出力されるように選択してお
く。次に、図示せぬ白色雑音発生部は、打ち消すべき騒
音の帯域に制限された白色雑音データ（Ｍ系列データＸ
（ｉ），ｉは時間）を作製する。

【００２８】次に、作製されたＭ系列データＸ（ｉ）を
スピーカ駆動回路１４のＤＡコンバータに供給する。こ
れにより、白色雑音発生部から出力された、打ち消すべ
き騒音の帯域に制限されたＭ系列データＸ（ｉ）は、Ｄ
Ａコンバータにおいてアナログ信号に変換された後、Ｌ
ＰＦを経てＡＭＰに供給されて増幅され、付加音源スピ
ーカ３1に供給される。したがって、付加音源スピーカ
３1からＭ系列データＸ（ｉ）に対応する白色雑音（音
波）が放射され、エラーマイク４1によって検出される
ので、エラーマイク４1において、検出された白色雑音
のレベルが騒音信号に変換されて出力される。

【００２９】次に、エラーマイク４1から出力されたＭ
系列データＸ（ｉ）に対応する騒音信号は、エラーマイ
ク入力回路１３のＡＭＰにおいて増幅された後、ＬＰＦ
を経てＡＤコンバータにおいてデジタルの騒音データに
変換され、図２には図示しない減算器の非反転入力端子
に供給される。なお、初期設定時においては、エラーマ
イク４1からの出力値は、残留雑音ではないので、単に
騒音データという。以下において、同様である。

【００３０】一方、白色雑音発生部から出力された、打
ち消すべき騒音の帯域に制限されたＭ系列データＸ
（ｉ）は、ＡＤＦ９1及びＣＮＦ１０1にも入力されて、
ＡＤＦ９1で求められた、補正用のフィルタ係数Ｃ11
（初期値は０）で畳み込み演算が行われた後、得られた
演算結果（Ｙｃ（ｉ））がＣＮＦ１０1から出力され
て、上記減算器の反転入力端子に供給される。減算器に
おいては、エラーマイク入力回路１３のＡＤコンバータ
から出力された騒音データからＣＮＦ１０1で処理され
た畳み込み演算の結果（Ｙｃ（ｉ））が減算され、得ら
れた減算結果が誤差データ（εｃ（ｉ））として出力さ
れ、ＡＤＦ９1に供給される。

【００３１】これにより、ＡＤＦ９1において、誤差デ
ータ（εｃ（ｉ））とＭ系列データＸ（ｉ）とに基づい
て、５秒程度のＬＭＳアルゴリズム処理が実行され、付
加音源スピーカ３1からエラーマイク４1までの間の伝達
関数Ｇ11が求められ、ＡＤＦ９1の係数が、得られた伝
達関数Ｇ11に対応するフィルタ係数Ｃ11に全て更新され
る。そして、このフィルタ係数Ｃ11が、実際の消音動作
時の補正用のフィルタ係数として補正用フィルタ１１1
に設定される。

【００３２】以上説明した初期設定が完了すると、消音
動作が実行される。図１に示すように、図中左側から到
来した第１騒音、図中下側から到来した第２騒音、及び
図中右側から到来した第３騒音は、それぞれセンサマイ
ク２ａ〜２ｃによってそのレベルが検出され、第１〜第
３騒音信号に変換された後、制御装置５の入力信号切替
回路６及び入力信号判定回路７に入力される。

【００３３】入力信号判定回路７は、常時、センサマイ
ク２ａ〜２ｃのそれぞれから出力される第１〜第３騒音
信号を監視し、センサマイク２ａ〜２ｃがそれぞれ検出
する第１〜第３騒音のレベルの大小判定を行っている。
今、センサマイク２ａが検出する第１騒音のレベルが最
も大きいと判定されたと仮定すると、入力信号判定回路
７は、入力信号切替器６を制御し、第１騒音信号を出力
させると共に、信号処理回路回路８のＡＤＦ９1〜９4に
対して上記した逆特性Ｆ1a〜Ｆ4aの逐次同定を行わせ
る。

【００３４】これにより、入力信号切替回路７から出力
された第１騒音信号は、図示せぬＡＭＰにおいて増幅さ
れ、図示せぬＬＰＦを経て図示せぬＡＤコンバータにお
いてデジタルの第１騒音データに変換された後、図２に
示すＣＮＦ１０1〜１０4及び補正用フィルタ１１1〜１
１16に入力される。

【００３５】次に、第１騒音データに対して、各ＣＮＦ
１０1〜１０4において、フィルタ係数Ｗ1a〜Ｗ4aで畳み
込み演算が行われて第１〜第４付加音データがそれぞれ
生成された後、スピーカ駆動回路１４のＤＡコンバータ
においてアナログ信号に変換され、ＬＰＦを経てＡＭＰ
に供給されて増幅され、付加音源スピーカ３1〜３4にそ
れぞれ供給される。ただし、フィルタ係数Ｗ1a〜Ｗ4aの
初期値は０であるので、消音動作開始直後は、付加音源
スピーカ３1〜３4からどのような音も放射されない。

【００３６】一方、各エラーマイク４1〜４4において、
第１〜第４残留騒音のレベルが検出され、それぞれ第１
〜第４残留騒音信号に変換された後、エラーマイク入力
回路１３のＡＭＰにおいて増幅され、ＬＰＦを経てＤＡ
コンバータにおいてデジタルの第１〜第４残留騒音デー
タに変換される。次いで、第１〜第４残留騒音データ
は、それぞれスイッチ１２1〜１２4に供給される。今の
サンプリング周期においては、第１残留騒音データが選
択されて各ＡＤＦ９1〜９4に入力されるものとする。ま
た、各補正用フィルタ１１1〜１１16のうち、上記第１
残留騒音データに関与する補正用フィルタ１１1，１１
5，１１9，１１13において、第１騒音データに対して、
初期設定時に設定されたフィルタ係数Ｃ11，Ｃ12，Ｃ1
3，Ｃ14でそれぞれ畳み込み演算が行われ、その演算結
果が各ＡＤＦ９1〜９4に供給される。

【００３７】これにより、各ＡＤＦ９1〜９4において、
第１残留騒音データと補正用フィルタ１１1，１１5，１
１9，１１13の出力データとに基づいて、ＥＳアルゴリ
ズムによる適応化処理（適応動作）が行われ、センサマ
イク２ａから各付加音源スピーカ３1〜３4までの間の伝
達関数Ｈ1a〜Ｈ4aの逆特性Ｆ1a〜Ｆ4aが求められる。そ
して、得られた伝達関数Ｈ1a〜Ｈ4aの逆特性Ｆ1a〜Ｆ4a
に対応する最適なフィルタ係数Ｗ1a〜Ｗ4aが、新たなフ
ィルタ係数として各ＣＮＦ１０1〜１０4に供給される。

【００３８】したがって、ＣＮＦ１０1〜１０4におい
て、新たに入力された第１騒音データに対して、新たに
供給されたフィルタ係数Ｗ1a〜Ｗ4aで畳み込み演算が行
われて新たな第１〜第４付加音データが生成された後、
スピーカ駆動回路１４のＤＡコンバータにおいてアナロ
グ信号に変換され、ＬＰＦを経てＡＭＰに供給されて増
幅され、各付加音源スピーカ３1〜３4に供給される。こ
れにより、付加音源スピーカ３1〜３4から新たな第１〜
第４付加音データに対応する新たな第１〜第４付加音
（消音音波）が放射され、エラーマイク４1の検出ポイ
ントにおいて逆位相の第１騒音と干渉して第１騒音を弱
める。干渉後の第１残留騒音の音圧は、エラーマイク４
1によってそのレベルが検出され、第１残留騒音信号に
変換された後、エラーマイク入力回路１３のＡＭＰにお
いて増幅され、ＬＰＦを経てＡＤコンバータにおいてデ
ジタルの第１残留騒音データに変換される。次いで、第
１残留騒音データは、再び信号処理回路８のスイッチ１
２1〜１２4を経て各ＡＤＦ９1〜９4にそれぞれ供給され
る。上記第１残留騒音に関する適応能動制御は、各ＡＤ
Ｆ９1〜９4において４サンプリング周期毎に繰り返さ
れ、最終的にエラーマイク４1の検出ポイントにおいて
第１騒音と、第１〜第４付加音の合成付加音とが同振幅
で逆位相の関係となって、互いに充分打ち消し合って、
第１騒音の消音が達成される。

【００３９】なお、第２〜第４残留騒音に関する適応能
動制御も上記した第１残留騒音に関する適応能動制御と
ほぼ同様であり、また、第２及び第３騒音を消音する動
作も上記した第１騒音を消音する動作とほぼ同様である
ので、これらの説明を省略する。

【００４０】この発明は、図３に示すような表と裏の両
方から騒音が到来する住宅や、図４に示すような騒音を
発生する装置が複数台周囲に設置された工場内の休憩エ
リア等に有効に適用することができる。図３及び図４に
おいて、図１の各部に対応した部分には同一の符号を付
け、その説明を省略する。図３においては、図中上側か
ら道路１５を走行する自動車等が発生する第１騒音が到
来し、図中下側から線路１６を走行する電車が発生する
第２騒音が到来する。そこで、住宅の図中上側の外壁に
センサマイク２ａを取り付けると共に、住宅の図中下側
の外壁にセンサマイク２ｂを取り付け、制御装置５の入
力信号判定回路７は、第１騒音のレベルと第２騒音のレ
ベルの大小を比較し、その比較結果によって対象騒音を
選択して、消音動作を実行する。また、図３に示すよう
な一般的な住宅においては、消音装置が設置されている
室に窓等の開口部が設けられており、この開口部が騒音
の伝搬経路となり得るので、この開口部の開閉と連動し
て、入力信号切替回路６を切り替えたり、消音装置のオ
ン／オフ等の判断を行うようにしても良い。

【００４１】また、図４においては、休憩エリア１７に
は、図中左側から休憩エリア１７の左側に設置された装
置１８（たとえば、旋盤）が発生する第１騒音が到来
し、図中右側から休憩エリア１７の右側に設置された装
置１９（たとえば、プレス機）が発生する第２騒音が到
来する。そこで、休憩エリア１７の左側近傍の天井から
センサマイク２ａを吊り下げると共に、休憩エリア１７
の右側近傍の天井からセンサマイク２ｂを吊り下げ、制
御装置５の入力信号判定回路７は、第１騒音のレベルと
第２騒音のレベルの大小を比較し、その比較結果によっ
て対象騒音を選択して、消音動作を実行する。また、図
４に示すような工場においては、各装置１８，１９の動
作状況に応じて、入力信号切替回路６を切り替えたり、
消音装置の動作／停止等の判断を行う。したがって、装
置１８，１９が単独で動作する（騒音を発生する）場合
も消音動作を行う。

【００４２】以上、この発明の実施例を図面を参照して
詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られる
ものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計
の変更等があってもこの発明に含まれる。例えば、上述
の実施例においては、入力信号切替回路６を設けてセン
サマイク２ａ〜２ｃから出力される第１〜第３騒音信号
の切り替えを行う例を示したが、これに限定されない。
たとえば、図５に示すように、図１に示す入力信号切替
回路６を取り除いて、図１には図示しなかった各ＡＤコ
ンバータから出力される第１〜第３騒音データを信号処
理回路８内のメモリ２０の第１〜第３特定アドレスにそ
れぞれ一旦記憶するように構成しても良い。

【００４３】この場合、入力信号判定回路７の判定結果
に応じて各第１〜第３騒音データをメモリ２０に書き込
む際の特定アドレスを切り替えたり、第１〜第３騒音デ
ータをメモリ２０に書き込む際のアドレスはそのままで
上記判定結果に応じて読み出す際のアドレスを切り替え
たり、あるいはメモリ２０に、第１〜第３騒音データを
書き込む専用のアドレスと、第１〜第３騒音データを読
み出す専用のアドレスと設け、書き込み専用アドレス及
び読み出し専用アドレスはそのままで、書き込み専用ア
ドレスから読み出し専用アドレスへメモリ２０上でデー
タを書き換える際（転送処理）に上記判定結果に応じて
データを入れ換えて書き換えるようにしても良い。

【００４４】さらに、上記した実施例においては、一旦
補正用フィルタ１１1〜１１16に設定されたフィルタ係
数Ｃ11〜Ｃ41，Ｃ12〜Ｃ42，Ｃ13〜Ｃ43，Ｃ14〜Ｃ44
は、この消音装置の動作停止時もその値を保持し、以後
の動作でも用いる例を示したが、これに限定されず、た
とえば、図３に示す例の場合、風向きが変化することに
よる空気流の変動など伝達系に著しい変化がある場合に
は、たとえば、一定期間毎に上記した初期動作と同様の
動作によりフィルタ係数Ｃ11〜Ｃ41，Ｃ12〜Ｃ42，Ｃ13
〜Ｃ43，Ｃ14〜Ｃ44を求めて補正用フィルタ１１1〜１
１16に設定するようにしても良い。

【００４５】加えて、上記した実施例においては、入力
信号切替回路６の切り替えは入力信号判定回路７が自動
的に行った例を示したが、これに限定されず、入力信号
切替回路６の切り替えを手動で行っても良い。また、上
記した実施例においては、第１〜第３騒音のレベルの大
小に応じて、消音すべき騒音を選択すると共に、ＣＮＦ
１０1〜１０4に設定するフィルタ係数Ｗ1a〜Ｗ4a，Ｗ1b
〜Ｗ4b，Ｗ1c〜Ｗ4cを選択した例を示したが、これに限
定されず、たとえば、第１〜第３騒音のレベルの大小に
応じて、さらに、信号処理回路８やスピーカ駆動回路１
４の動作のオン／オフをも行うようにしても良い。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の消音装
置によれば、住宅や工場等の所定の３次元空間に様々な
方向から到来する複数の騒音を能動的に確実に消音でき
る。すなわち、この発明の消音装置によれば、消音の対
象となる騒音の種類が実質的に増加するので、装置の有
効利用範囲が拡大され、様々な状況において静穏な音環
境を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例である消音装置の構成を示
すブロック図である。

【図２】同消音装置の信号処理回路の構成及び初期設定
動作を説明するためのブロック図である。

【図３】同消音装置が住宅に取り付けられた状態を模式
的に示す概念図である。

【図４】同消音装置が工場に取り付けられた状態を模式
的に示す概念図である。

【図５】この発明の実施例の変形例を説明するための概
念図である。

【符号の説明】

２ａ〜２ｃセンサマイク（騒音検出手段）３1〜３4 付加音源スピーカ（付加音放射手段）４1〜４4 エラーマイク（残留騒音検出手段）６入力信号切替回路（選択手段）７入力信号判定回路（選択手段）８信号処理回路（制御手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力される付加音信号に基づいて所定空
間に付加音を放射する複数の付加音放射手段と、前記所定空間に到来する騒音を検出して騒音信号を出力
する複数の騒音検出手段と、前記騒音が、複数の前記付加音放射手段から放射される
前記付加音によって打ち消されて残留する残留騒音を検
出して残留騒音信号を出力する単数又は複数の残留騒音
検出手段と、前記騒音検出手段を選択する選択手段と、前記騒音信号及び前記残留騒音信号に基づいて、前記選
択手段によって選択された前記騒音検出手段の検出位置
において対応する騒音の波形成分と逆位相となる付加音
を放射させる付加音信号を生成して複数の前記付加音放
射手段に供給する制御手段とを備えてなることを特徴と
する消音装置。
【請求項２】前記選択手段は、複数の前記騒音検出手
段の出力レベルに基づいて前記騒音検出手段を選択する
構成とされていることを特徴とする請求項１記載の消音
装置。
【請求項３】前記選択手段は、前記所定空間の状況変
化、あるいは複数の前記騒音の発生源の動作に連動して
前記騒音検出手段を選択する構成とされていることを特
徴とする請求項１記載の消音装置。
【請求項４】前記制御手段は、フィルタ係数が制御可能なコントロールド・フィルタ及
び適応フィルタを有し、前記騒音信号及び前記残留騒音
信号に基づいて、前記所定空間にて前記残留騒音を常時
最小とすべく前記適応フィルタにより適応制御を行い、
この結果算出される前記フィルタ係数を前記コントロー
ルド・フィルタに供給すると共に、前記騒音信号を前記
コントロールド・フィルタに入力し、該コントロールド
・フィルタの出力信号を前記付加音信号として複数の前
記付加音放射手段に供給し、さらに、前記適応制御を安定化させるための補正用フィ
ルタが複数の前記騒音検出手段に対応して設けられ、消
音動作開始前に複数の前記補正用フィルタのフィルタ係
数の同定処理を行い、複数の前記補正用フィルタは、前記選択手段による前記
騒音検出手段の選択に連動して切り替えられ、動作する
ことを特徴とする請求項１，２又は３記載の消音装置。