JPH06236190A - 能動騒音低減装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 任意の位置についてのみ、騒音低減効果を集
中させる。 【構成】 適応ＦＩＲフィルタ１０５の伝達関数の係数
更新時に、ポジションセレクタ１１６の選択に基づい
て、選択された位置もしくはその近傍以外に設置された
測定センサ１１０の出力を、乗算器１１７によって０あ
るいは小さくし、適応ＦＩＲフィルタ１０５やスピーカ
１０９を選択された位置もしくはその近傍の騒音だけを
低減させるために働かせることにより、選択されている
位置近傍にのみ、騒音低減効果を集中させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、閉空間内における騒音
を低減するための能動騒音低減装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は従来の能動騒音低減装置の構成を
示している。図６において、１００は騒音源、１０１は
騒音と相関の深い信号を検出する検出センサ、１０２は
アンプ、１０３はローパスフィルタ（以降ＬＰＦとす
る）、１０４はＡ／Ｄ変換器、１０５は消音しようとす
る位置において騒音と逆位相かつ同一音圧となる音を作
る適応ＦＩＲフィルタ、１０６はＤ／Ａ変換器、１０７
はＬＰＦ、１０８はアンプ、１０９はスピーカ、１１０
は消音しようとする位置又はその近傍に設置された測定
センサ、１１１はスピーカ１０９から測定センサ１１０
までの伝達関数を係数とするＦＩＲフィルタ、１１２は
適応ＦＩＲフィルタ１０５の係数を更新する係数更新
器、１１３はＡ／Ｄ変換器、１１４はＬＰＦ、１１５は
測定センサ１１０の出力を増幅するアンプである。

【０００３】次に上記従来例の動作について説明する。
図６において、騒音源１００から出力される騒音と相関
の深い信号を検出センサ１０１で検出し、アンプ１０２
でその信号を増幅し、ＬＰＦ１０３でカットオフ周波数
以上の周波数成分を減衰し、Ａ／Ｄ変換器１０４でディ
ジタル信号に変換する。変換された信号は、適応ＦＩＲ
フィルタ１０５によって、消音しようとする位置で逆位
相かつ同一音圧となる音に変えられた後、Ｄ／Ａ変換器
１０６によってアナログ信号に変換され、ＬＰＦ１０７
によってカットオフ周波数以上の周波数成分が減衰さ
れ、アンプ１０８によって増幅される。増幅された信号
は、スピーカ１０９によって室内に出力される。

【０００４】騒音とスピーカ１０９によって出力された
信号との和は、消音しようとする位置の近傍に設置され
た測定センサ１１０に入力され、アンプ１１５によって
増幅され、ＬＰＦ１１４によってカットオフ周波数以上
の周波数成分が減衰され、Ａ／Ｄ変換器１１３によって
ディジタル信号に変換され、係数更新器１１２の一方の
入力となる。

【０００５】一方、Ａ／Ｄ変換器１０４で変換されたデ
ィジタル信号は、スピーカ１０９から測定センサ１１０
までの伝達関数を係数とするＦＩＲフィルタ１１１を通
って、係数更新器１１２のもう一方の入力となる。係数
更新器１１２は、消音しようとする位置で音圧が最小と
なるように適応ＦＩＲフィルタ１０５の係数を毎サンプ
ル算出して更新する。

【０００６】このときの係数更新の式は、例えば、ＬＭ
Ｓ（Ｌｅａｓｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ）アルゴリズ
ムでは、

【０００７】

【数１】

【０００８】のように表される。図７は、複数の騒音源
が存在しており、複数位置について騒音低減を図ろうと
する場合について表すものであり、図６の構成を利用し
た騒音低減装置の構成を示すブロック図である。図７に
おいて図６と同一部分には同一符号を付して説明を省略
する。１２１は加算器である。なお、ＦＩＲフィルタ１
１１の数および適応ＦＩＲフィルタ１０５の数は、それ
ぞれ次のようにして定まる。すなわち、ＦＩＲフィルタ
は、スピーカ１０９から測定センサ１１０までの伝達関
数を係数としており、かつ騒音源の数に対応して検出セ
ンサ１０１への入力信号分存在することから、その数
は、 （スピーカ１０９の数）×（測定センサ１１０の数）×
（検出センサ１０１の数） である。また、適応ＦＩＲフィルタ１０５は、検出セン
サ１０１で検出された信号をスピーカ１０９から放出す
るための信号に変える働きをするものであることから、
その数は、 （検出センサ１０１の数）×（スピーカ１０９の数） である。

【０００９】このように、上記従来の能動騒音低減装置
により閉空間内に騒音を消音しようとする位置が複数あ
る場合であっても、適応フィルタ１０５の係数を更新す
ることにより、騒音の抑圧をすることができる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の能動騒音低減装置では、騒音を消音しようとする複
数の位置に対して、一律に騒音低減を行うため、例えば
当該空間の一部を使用している場合等、任意の位置につ
いてのみ騒音低減効果を集中させたい場合であっても、
均等な騒音低減しか行うことができないという問題があ
った。とりわけ、閉空間が車両の車室であれば、運転席
のみあるいは前方座席のみの利用というようにその利用
態様によって騒音低減効果を集中したい位置が異なる場
合があるが、上記従来の能動騒音低減装置では、このよ
うな位置の変化に対応した効果的な騒音低減が図られな
いという問題があった。

【００１１】本発明はこのような従来の問題を解決する
ものであり、任意の位置についてのみ騒音低減効果を集
中できる優れた能動騒音低減装置を提供することを目的
とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、消音に必要な音を作るための信号を出力す
る適応ＦＩＲフィルタと、前記適応ＦＩＲフィルタの伝
達関数の係数を更新する係数更新器と、どの位置の近傍
における騒音を重点的に低減するかを選択するポジショ
ンセレクタと、前記ポジションセレクタの選択に基づき
係数更新式に関係する信号レベルを変更する変更手段と
を備えたものである。

【００１３】

【作用】したがって、本発明によれば、ポジションセレ
クタの選択に基づいて、適応ＦＩＲフィルタの伝達関数
の係数更新時に、選択された位置に関係する信号とそれ
以外の信号との間にレベル差を設けるように係数更新式
に関係する信号レベルを変更する。

【００１４】

【実施例】図１は本発明の第１の実施例の構成を示すも
のである。図１において、１００〜１１５は図７の各部
と同一名称、同一機能であり、説明を省略する。１１６
はポジションセレクタ、１１７ａおよび１１７ｂは測定
センサ１１０ａおよび１１０ｂの出力に関係する位置に
設けられた乗算器である。

【００１５】次に上記第１の実施例の動作について説明
する。騒音を低減する動作は図７と同じく、騒音源１０
０から出力される騒音と相関の深い信号を検出センサ１
０１で検出し、アンプ１０２でその信号を増幅し、ＬＰ
Ｆ１０３でカットオフ周波数以上の周波数成分を減衰
し、Ａ／Ｄ変換器１０４でディジタル信号に変換する。
変換された信号は、適応ＦＩＲフィルタ１０５によっ
て、消音しようとする位置で逆位相かつ同一音圧となる
音に変えられた後、Ｄ／Ａ変換器１０６によってアナロ
グ信号に変換され、ＬＰＦ１０７によってカットオフ周
波数以上の周波数成分が減衰され、アンプ１０８によっ
て増幅される。増幅された信号は、スピーカ１０９によ
って室内に出力される。

【００１６】騒音とスピーカ１０９によって出力された
信号との和は、消音しようとする位置の近傍に設置され
た測定センサ１１０に入力され、アンプ１１５によって
増幅され、ＬＰＦ１１４によってカットオフ周波数以上
の周波数成分が減衰され、Ａ／Ｄ変換器１１３によって
ディジタル信号に変換される。このようにディジタル変
換された信号は、ポジションセレクタ１１６によって１
または２以上の位置が選択されると、その選択に基づ
き、乗算器１１７によって、その信号レベルを変更され
た上で、係数更新器１１２の一方の入力となる。

【００１７】一方、Ａ／Ｄ変換器１０４で変換されたデ
ィジタル信号は、ＦＩＲフィルタ１１１を通って、係数
更新器１１２のもう一方の入力となる。ここで、ＦＩＲ
フィルタ１１１は、スピーカ１０９から測定センサ１１
０までの伝達関数を係数としており、かつ騒音源１００
の数に対応して検出センサ１０１への入力信号分存在す
ることから、その数は、 （スピーカ１０９の数）×（測定センサ１１０の数）×
（検出センサ１０１の数） だけ必要となる。したがって、図１においては、スピー
カ１０９が２個、測定センサ１１０が２個、検出センサ
１０１が２個であるから、ＦＩＲフィルタ１１１は総数
８個となる。

【００１８】測定センサ１１０および検出センサ１０１
からの、これら２つの入力信号をもとに、係数更新器１
１２は、消音しようとする位置で音圧が最小となるよう
に適応ＦＩＲフィルタ１０５の係数を毎サンプル算出し
て更新する。ここで、適応ＦＩＲフィルタ１０５は、検
出センサ１０１で検出された信号をスピーカ１０９から
放出するための信号に変える働きをするものであること
から、その数は、 （検出センサ１０１の数）×（スピーカ１０９の数） だけ必要となる。したがって、図１においては、検出セ
ンサ１０１が２個で、スピーカ１０９が２個であるか
ら、適応ＦＩＲフィルタ１０５は総数４個必要となる。

【００１９】このときの係数更新器１１２における係数
更新の式は、例えば、ＬＭＳ（Ｌｅａｓｔ Ｍｅａｎ
Ｓｑｕａｒｅ）アルゴリズムでは、（数１）のように表
される。

【００２０】ここで、前述のように、測定センサ１１０
ａおよび１１０ｂの出力に関係する位置に、それぞれ乗
算器１１７ａおよび１１７ｂが設けられており、ポジシ
ョンセレクタ１１６の選択に基づき、

【００２１】

【数２】

【００２２】のうち、該当位置もしくはその近傍以外に
設置された測定センサ１１０の出力レベルを、乗算器１
１７によって０あるいは小さくする。

【００２３】例えば、騒音の存在する空間が前方と後方
の２ヵ所に分割されており、前方に測定センサ１１０
ａ、後方に測定センサ１１０ｂが設置されている場合、
ポジションセレクタ１１６によって、消音したい位置と
して、前方部分が選択されると、（数２）のうち、前方
以外、すなわち後方部分に設置された測定センサ１１０
ｂの出力レベルを、乗算器１１７ｂによって０あるいは
小さくする。

【００２４】このように、上記第１の実施例によれば、
測定センサ１１０の出力信号レベルを変更することによ
り、ポジションセレクタ１１６で選択された位置に関係
する信号とそれ以外の信号との間にレベル差を設けるこ
とができ、適応ＦＩＲフィルタ１０５やスピーカ１０９
を選択された位置もしくはその近傍の騒音だけを低減さ
せるために働かせることができ、騒音低減効果の集中を
図ることができるという効果を有する。

【００２５】図２は第２の実施例の構成を示すものであ
る。第２の実施例は、第１の実施例と同じく信号レベル
の変更手段として乗算器を用いたものであるが、図１の
乗算器１１７の位置とは異なり検出センサ１０１の出力
に関係する位置に乗算器１１８を設けており、また、ポ
ジションセレクタ１１６もしくは乗算器１１８におい
て、あらかじめ当該閉空間内の音響特性から、消音しよ
うとするそれぞれの位置における騒音と相関の深い騒音
源が特定されている。かかる構成により、その相関関係
に基づいて、ポジションセレクタ１１６において騒音と
騒音源との相関関係が特定されている場合には、ポジシ
ョンセレクタ１１６から乗算器１１８への信号を制御す
ることにより、また、乗算器１１８において騒音と騒音
源との相関関係が特定されている場合には、ポジション
セレクタ１１６の信号に乗算器１１８が対応することに
より、ポジションセレクタ１１６によって、１つ以上の
位置が選択されると、

【００２６】

【数３】

【００２７】のうち、選択された位置もしくはその近傍
の騒音と相関の高くない騒音源に関係する検出センサ１
０１の出力を乗算器１１８によって０あるいは小さくす
る。それにより、第１の実施例と同様の効果を有してお
り、とりわけ、車両室内のように空間の形状が特定され
ており、消音しようとする位置と騒音との相関関係があ
らかじめ特定されている場合により効果的である。

【００２８】図３は第３の実施例の構成を示すものであ
る。第３の実施例は、第１の実施例と同じく信号レベル
の変更手段として乗算器を用いたものであるが、図１の
乗算器１１７の位置とは異なりＦＩＲフィルタ１１１の
出力に関係する位置に乗算器１１９を設けている。かか
る構成により、ポジションセレクタ１１６によって、１
つ以上の位置が選択されると、

【００２９】

【数４】

【００３０】のうち、該当位置もしくはその近傍の騒音
に関係しない係数をもつＦＩＲフィルタ１１１の出力
を、乗算器１１７によって０あるいは小さくすることが
でき、第１の実施例と同様の効果を有する。

【００３１】図４は第４の実施例の構成を示すものであ
る。第４の実施例は、第３の実施例の乗算器１１９を、
係数入れ換え器１２０に代えたものである。

【００３２】本実施例においては、ポジションセレクタ
１１６によって、１つ以上の位置が選択されると、（数
４）のうち、該当位置もしくはその近傍の測定センサ１
１０以外の測定センサ１１０に関係する係数を０あるい
は小さくするように、係数入れ換え器１２０がＦＩＲフ
ィルタ１１１の係数を入れ換える。これにより、関係す
るＦＩＲフィルタ１１１の係数に重み付けが行えるた
め、第１の実施例と同様の効果を有する。

【００３３】なお、上記第１から第４の実施例の構成
は、任意に併用することが可能である。

【００３４】図５は、第５の実施例の構成を示すもので
ある。第５の実施例は、第１と第２の実施例を併用した
ものである。図５において、１００〜１２０は図１およ
び図２の各部と同様であり、説明を省略する。また、１
２１は加算器であり、ＦＩＲフィルタ１１１の数および
適応ＦＩＲフィルタ１０５の数は、それぞれ図１の場合
と同様に定まる。かかる構成により、より効果的に騒音
低減の効果を集中させることが可能となる。

【００３５】なお、以上の各実施例において、ポジショ
ンセレクタ１１６は、壁面やカーオーディオのタッチパ
ネルやボタン、もしくは赤外線感知器やシートベルト着
脱センサ等によって構成されることが可能である。

【００３６】

【発明の効果】本発明は上記実施例より明かなように、
ポジションセレクタの選択に基づいて、選択された位置
に関係する信号とそれ以外の信号との間にレベル差を設
けるように係数更新式に関係する信号レベルを変更する
ことにより、選択された任意の位置についてのみ騒音低
減効果を集中できるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における能動騒音低減装
置の概略ブロック図

【図２】本発明の第２の実施例における能動騒音低減装
置の概略ブロック図

【図３】本発明の第３の実施例における能動騒音低減装
置の概略ブロック図

【図４】本発明の第４の実施例における能動騒音低減装
置の概略ブロック図

【図５】本発明の第５の実施例における能動騒音低減装
置の概略ブロック図

【図６】従来の能動騒音低減装置の概略ブロック図

【図７】複数位置について騒音低減を図る従来の能動騒
音低減装置の概略ブロック図

【符号の説明】

１００ 騒音源 １０１ 検出センサ １０５ 適応ＦＩＲフィルタ １０９ スピーカ １１０ 測定センサ １１１ ＦＩＲフィルタ １１２ 係数更新器 １１６ ポジションセレクタ １１７ 乗算器 １１８ 乗算器 １１９ 乗算器 １２０ 係数入れ換え器 １２１ 加算器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮川 猛 神奈川県横浜市港北区綱島東四丁目３番１ 号 松下通信工業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 騒音源から発する騒音と相関の深い信号
   を検出する少なくとも１つ以上の第１のセンサと、前記
   騒音を消音する複数の位置もしくはその近傍に各々設置
   した第２のセンサと、前記騒音を打ち消すための音を室
   内に放出する放出手段と、前記騒音と逆位相かつ同一音
   圧となる音を作るための伝達関数を作成し前記放出手段
   に信号を出力する適応ＦＩＲフィルタと、この適応ＦＩ
   Ｒフィルタの伝達関数の係数を更新する係数更新器と、
   消音しようとする前記複数の位置の中でどの位置の騒音
   を重点的に低減するかを選択するポジションセレクタ
   と、前記ポジションセレクタによる選択に基づき前記係
   数更新器の信号レベルを変更する変更手段とを備えた能
   動騒音低減装置。