JPH06266366A - 能動騒音消去装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 能動騒音消去装置において、音源発生器を備
えずに、また騒音消去対象機器を停止させずに回り込み
防止フィルタのフィルタ係数を求めることができるよう
にする。 【構成】 回り込み防止フィルタ３４は、騒音検出点側
から騒音消去点を経由して消去フィルタ３３の出力端ま
での回り込みの逆伝搬経路の伝達系を推定する経路推定
フィルタ部３４ａと、経路推定フィルタ部３４ａのフィ
ルタ係数の逆フィルタ係数を設定されることで回り込み
経路の伝達系を模擬する回り込み消去フィルタ部３４ｂ
とを含み構成され、経路推定フィルタ部３４ａは騒音検
出点の音響電気変換器３１の検出信号を入力とし、自身
の出力信号と該騒音消去点側の電気音響変換器３２を音
響電気変換器として用いてそれから得られる電気出力信
号との差を無くすようにフィルタ係数が決められ、回り
込み消去フィルタ部３４ｂには消去フィルタ３３の出力
信号が入力されるようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、騒音の波形と同振幅か
つ逆位相の消去音を作成して騒音に対し放射することに
より、騒音の消去を行う能動騒音消去装置に関する。

【０００２】近年、作業環境を改善するなどのために、
特に人の近くに設置して使用する機器の発する騒音を低
減することが要求されている。従来、このような騒音の
低減法として一般的に用いられているのは受動騒音消去
法である。この受動騒音消去法は、吸音材、遮音材など
により騒音対策を施すものであるが、低域の騒音に対し
ては吸音材、遮音材などの規模が大きくなるという問題
があるため、小規模ですむ能動騒音消去の必要性が高ま
っている。

【０００３】

【従来の技術】能動騒音消去法においては、機器の発す
る騒音が特に非周期音成分を占めている場合、その騒音
を消去するために、騒音源から騒音消去点までの騒音伝
搬経路の伝達系を適応ディジタルフィルタ（以下、単に
適応フィルタと呼ぶ）等からなる消去フィルタを用いて
模擬し、それら騒音源の騒音をマイクロホン等の音響的
手段により検出してこの消去フィルタを通し、消去点に
配置されたスピーカに与えて騒音波形と同振幅、逆位相
の消去音を発し、この消去音により騒音を相殺すること
で消音を行っている。この消去フィルタのタップ係数修
正には、消去後の消し残り分の残余音を検出する検出用
マイクロホンをスピーカ近辺に設置し、その残余音の情
報に基づいて適応フィルタのタップ係数修正を行ってい
る。

【０００４】ところが、かかる適応騒音消去システムで
は、放射後の消去音が、騒音伝搬経路を逆方向に伝搬
し、騒音源を検出するためのマイクロホンに回り込んで
しまい、この回り込み音が消去フィルタに入力され、こ
の結果、消去すべき点で放射し消音しても、正確な消去
音でないため、十分な消去ができない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上を防止するための
能動雑音消去システムとしては、例えばＤＳＭ（Double
Sensing Microphone)方式、あるいはＦＩＬＴＥＲＥＤ
−Ｕ構成がある。

【０００６】前者のＤＳＭ方式は、消去点のスピーカを
中心にして騒音源側の騒音検出用マイクロホンと距離的
に対称となる位置に回り込み音検出用のマイクロホンを
設け、この回り込み音検出用マイクロホンで検出した回
り込み音を騒音検出用マイクロホンの検出騒音から減じ
ることで、検出騒音中の回り込み音を相殺するというも
のである。しかしながら、この方法は消去用のスピーカ
から騒音検出用と回り込み音検出用のマイクロホンまで
の距離の合計が従来の２倍必要となり、設置規模が広く
かさばったり、２個の感度が均一なマイクロホンを必要
としたり、定在波等の影響で両マイクロホンに同一レベ
ルの入力が入らない等の欠点がある。また後者のＦＩＬ
ＴＥＲＥＤ−Ｕ構成は回り込みを防止するための専用フ
ィルタとして、消去用フィルタのタップ長より長いもの
が必要となり、ハードウェア規模が限られている場合は
実現が困難となる。

【０００７】このため、回り込み音を防止する簡単な方
法として、消去用スピーカから騒音検出マイクロホンま
での伝達系をＦＩＲフィルタ等を用いて模擬する回り込
み防止フィルタを設け、この回り込み防止フィルタの出
力信号を騒音源を検出する為のマイクロホン出力から差
し引くことで解決するというものもある。

【０００８】図１０にはかかる構成の能動騒音消去装置
が示される。図中、１は騒音源、２は筺体、３は騒音伝
搬経路、４ａは騒音源側の騒音検出用のマイクロホン、
１２は騒音消去点側の消去音を放音するスピーカ、４ｂ
は消去後の残余音を検出するためのマイクロホン、９は
適応フィルタからなる消去フィルタ、８’は適応フィル
タからなる回り込み防止フィルタ、１３はマイクロホン
４ａの検出信号から回り込み防止フィルタ８’の出力信
号を減じる減算器、２０は広帯域雑音等の音源発生器で
ある。

【０００９】この能動雑音消去装置では、回り込み防止
フィルタのフィルタ係数の学習のためには、騒音の発生
源となっている機器を停止させ、かわりに音源発生器２
０から雑音を発生し、スピーカ１２からマイクロホン４
ａを経由した雑音（回り込み音）と回り込み防止フィル
タを経由した雑音（回り込み消去音）とが等しくなって
減算器１３の出力がゼロとなるようにフィルタ係数を求
めている。

【００１０】しかしながら、この回り込み防止フィルタ
８’は固定フィルタであるため、経時変化によりフィル
タ係数が理想値よりずれてゆくと、消去性能の劣化を引
き起すことになる。また回り込み防止フィルタ８’のフ
ィルタ係数の設定のために、音源発生器２０を備える必
要があり、このためハードウェア規模が大きくなる。さ
らに回り込み防止フィルタ８’のフィルタ係数を初期設
定あるいは再設定する際には、騒音源となっている機器
等の動作を停止させる必要があるので、それらの機器の
稼働率の低下につながる。

【００１１】本発明は上述の諸問題点に鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは、音源発生器を備
えずに、また騒音消去対象機器を停止させずに回り込み
防止フィルタのフィルタ係数を求めることができるよう
にすることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】図１は本発明に係る原理
説明図である。本発明の能動騒音消去装置は、騒音伝搬
経路の騒音源側の騒音検出点に配置した音響電気変換器
３１と、騒音検出点からみて騒音伝搬経路方向に離間し
た騒音消去点に配置した電気音響変換器３２と、騒音伝
搬経路の伝達系を模擬する適応フィルタからなる消去フ
ィルタ３３と、回り込み音の伝搬経路の伝達系を模擬す
る適応フィルタからなる回り込み防止フィルタ３４とを
備え、音響電気変換器３１の検出信号を消去フィルタ３
３を通して電気音響変換器３２に与えて伝搬騒音に逆位
相、同振幅で印加することで伝搬騒音を消去し、また消
去フィルタ３３の出力信号を回り込みフィルタ３４を通
して音響電気変換器３１の検出信号に与えることで検出
信号中の回り込み音成分を除去するように構成した能動
騒音消去装置において、回り込み防止フィルタ３４は、
騒音検出点側から騒音消去点を経由して消去フィルタ３
３の出力端までの回り込みの逆伝搬経路の伝達系を推定
する経路推定フィルタ部３４ａと、経路推定フィルタ部
３４ａのフィルタ係数の逆フィルタ係数を設定されるこ
とで回り込み経路の伝達系を模擬する回り込み消去フィ
ルタ部３４ｂとを含み構成され、経路推定フィルタ部３
４ａは騒音検出点の音響電気変換器３１の検出信号を入
力とし、自身の出力信号と該騒音消去点側の電気音響変
換器３２を音響電気変換器として用いてそれから得られ
る電気出力信号との差を無くすようにフィルタ係数が決
められ、回り込み消去フィルタ部３４ｂには消去フィル
タ３３の出力信号が入力されるようになっているもので
ある。

【００１３】上記能動騒音消去装置において、騒音消去
点に電気音響変換器が消去音を放出する方向をかえて複
数個配置され、これらの各電気音響変換器に対応してそ
れぞれ消去フィルタと回り込み防止フィルタが設けられ
るように構成することができる。

【００１４】また上記能動騒音消去装置において、騒音
の伝搬経路内の大気温度を検出する温度検出手段を設
け、この温度検出手段で検出した温度変動が所定値を超
えた場合に、電気音響変換器による発音を停止させる一
方で、回り込み防止フィルタの逆フィルタ係数を修正す
るように構成することができる。

【００１５】また上記能動騒音消去装置において、消去
フィルタのフィルタ係数の変動を監視する監視手段を設
け、この消去フィルタのフィルタ係数が最適値からある
所定値を超えて変動した場合に電気音響変換器による発
音を停止させる一方で、回り込み防止フィルタの逆フィ
ルタ係数を修正するように構成することができる。また
この能動騒音消去装置において、騒音の伝搬経路内の大
気温度を検出する温度検出手段を設け、この温度検出手
段で検出した温度変動が所定値を超えた場合に、監視部
により消去フィルタのフィルタ係数を読み出すようにし
てもよい。

【００１６】また上記の温度検出手段を騒音の伝搬経路
内の複数の箇所に取り付けて、各温度検出手段の検出温
度の平均値を求めてその平均温度変動に基づいて制御を
行うようにしてもよい。

【００１７】

【作用】騒音源からの騒音が騒音伝搬系路を通過して系
路外に出力される。騒音伝搬系路内に設置した音響電気
変換器３１によりこの騒音を取り出し、消去フィルタ３
３に入力する。

【００１８】又、騒音伝搬系路上で先の音響電気変換器
３１より騒音伝搬方向から見て後方に設置した電気音響
変換器３２を音響電気変換器として用い、この音響電気
変換器の出力信号と、回り込み経路推定フィルタ３４ａ
の出力信号との出力と差を取る。この出力差が最小にな
るように経路推定フィルタ３４ａのフィルタ係数をＬＭ
Ｓアルゴリズムなどの係数推定アルゴリズムで係数を決
定させる。この結果、経路推定フィルタ３４ａは音響電
気変換器３１から、音響電気変換器として用いた電気音
響変換器３２を通って消去フィルタ３３の出力側までの
伝搬系を模擬したことになる。

【００１９】騒音消去点側の電気音響変換器３２は音響
電気変換器としてそのまま用いることができ、その場合
の電気−機械インピーダンス、機械−電気インピーダン
スは可逆であるとして考えることができる。又、電気音
響変換器３２が導電型であるときにそれを音響電気変換
器として用いる場合は、周波数特性を微分回路等により
補正することができる。

【００２０】また、騒音伝搬系路も騒音の種類が極端な
気流をともなわず、また、騒音波長に対し極端に騒音伝
播系路が短くなければ可逆であると考えることができ
る。

【００２１】よって、回り込み消去フィルタ３４ｂとし
てこの経路推定フィルタ３４ａの逆フィルタを求めれ
ば、先の系を逆から駆動した伝搬系を模擬したものとな
る。つまり、電気音響変換器３２を電気駆動させ、その
音が騒音伝搬系路を通過して音響電気変換器３１に入る
までの伝搬系を模擬したものとなる。よって、能動騒音
消去装置の回り込み経路の模擬を行ったことと同じにな
る。

【００２２】電気音響変換器３２を騒音消去点に消去音
を放出する方向をかえて複数個配置し、これらの各電気
音響変換器に対応してそれぞれ消去フィルタと回り込み
防止フィルタを設けて制御を行えば、騒音を２次元的に
一層完全に消去することができる。

【００２３】温度検出手段を設けて騒音の伝搬経路内の
大気温度を検出し、その温度変動が所定値を超えた場合
に、電気音響変換器による発音を停止させる一方で、回
り込み防止フィルタの逆フィルタ係数を修正するように
すれば、伝搬経路の伝達特性が温度変動した場合にも回
り込み経路を正しく模擬して騒音の消去ができる。

【００２４】また監視手段を設けて消去フィルタのフィ
ルタ係数の変動を監視し、そのフィルタ係数が最適値か
らある所定値を超えて変動した場合に電気音響変換器に
よる発音を停止させる一方で、回り込み防止フィルタの
逆フィルタ係数を修正するようにすれば、何らかの理由
により回り込み経路の伝達特性が変化した場合にもそれ
を直ちに検出して、回り込み経路を正しく模擬して騒音
の消音ができる。またこの監視手段による監視を、温度
検出手段による温度変動が所定値を超えた場合に行うよ
うにすることができる。

【００２５】また上記の温度検出手段を騒音の伝搬経路
内の複数の箇所に取り付けて、各温度検出手段の検出温
度の平均値を求めてその平均温度変動に基づいて制御を
行うようにしてもよい。

【００２６】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。なお、以下の各図面を通じて、同じ参照番号の付
された回路は同じ機能を持つ回路であるものとする。

【００２７】図２には本発明の一実施例として能動騒音
消去装置が示される。図中、１は騒音源、２は騒音源１
を内部に持つ筺体、３は騒音源１の騒音が伝搬する筺体
２内部のダクトなどの騒音伝搬経路である。４ａは騒音
源１側において騒音を検出するように騒音伝搬経路３内
の騒音検出点に配設されたマイクロホンであり、マイク
ロホン４ａの騒音検出信号は増幅器５ａ、折り返し防止
フィルタ６ａ、Ａ／Ｄ変換器７ａ、減算器１３を経て、
適応フィルタからなる消去フィルタ９に入力されるよう
構成される。

【００２８】また騒音検出点からみて騒音伝搬経路３上
を騒音伝搬方向に所定長離れた騒音消去点には消去音を
発するための動電形などのスピーカ１２が配設され、こ
の同じく騒音消去点には消去後の残余音を検出するため
のマイクロホン４ｂが配設される。マイクロホン４ｂの
残余音検出信号は増幅器５ｂ、折り返し防止フィルタ６
ｂ、Ａ／Ｄ変換器７ｂを経て消去フィルタ９にフィルタ
係数更新用入力として入力されるよう構成される。また
消去フィルタ９の出力は２分岐され、一方はＤ／Ａ変換
器１０、折り返し防止フィルタ６ｄ、増幅器５ｄ、切替
え器１１ａを経てスピーカ１２から消去音として放音さ
れ、他方は後述の回り込み防止フィルタ８に入力され
る。

【００２９】さらにスピーカ１２を音響電気変換器とし
て用いた場合の検出信号が切替え器１１ａ、増幅器５
ｃ、折り返し防止フィルタ６ｃ、微分回路１７、Ａ／Ｄ
変換器７ｃ、切替え器１１ｂ、減算器１９を経て回り込
み防止フィルタ８に入力される。回り込み防止フィルタ
８は遅延器１４を介して減算器１３側に接続される。

【００３０】図３にはこの回り込み防止フィルタ８周辺
のさらに詳細な構成が示される。図示のように、回り込
み防止フィルタ８は二つのフィルタ部分、すなわち回り
込み経路推定フィルタ８ａと回り込み音消去フィルタ８
ｂからなり、回り込み経路推定フィルタ８ａにはＡ／Ｄ
変換器７ａの出力信号が遅延器１４ａを経て入力され、
そのフィルタ出力信号は減算器１９に入力される。この
減算器１９の他方の入力端子には切替え器１１ｂが接続
される。また回り込み音消去フィルタ８ｂには消去フィ
ルタ９の出力信号が入力され、そのフィルタ出力信号は
遅延器１４ｂを経て減算器１３に入力される。

【００３１】なお、上記の回り込み防止フィルタ８と消
去フィルタ９は適応ディジタルフィルタからなり、ＤＳ
Ｐ（ディジタル・シグナル・プロセッサ）によって実現
されている。

【００３２】以下、この実施例装置の動作を説明する。
電算機や電子機器等の筐体２内に存在する騒音源１から
騒音が騒音伝搬経路３を通過して筐体２の外に出力され
る。まず、回り込み防止フィルタ８のフィルタ係数を求
める操作について説明する。このときは、切替え器１１
ａ、１１ｂはともに側に切り替えられる。

【００３３】騒音源１で発生された騒音は、騒音検出点
に置かれたマイクロホン４ａにより取り出されて、その
騒音検出信号は増幅器５ａ、折り返し防止フィルタ６
ａ、Ａ／Ｄ変換器７ａ、遅延器１４ａを経て回り込み経
路推定フィルタ８ａに入力される。

【００３４】騒音伝搬経路３上でマイクロホン４ａより
騒音伝搬方向から見て後方に設置した動電形のスピーカ
１２は、その動作の可逆性から音響電気変換器としても
動作するので、このスピーカ１２を音響電気変換器とし
て用い、その検出信号を切替え器１１ａ、増幅器５ｃ、
折り返し防止フィルタ６ｃ、微分回路１７、Ａ／Ｄ変換
器７ｃ、切替え器１１ｂを通して減算器１９に導く。

【００３５】ここで、微分回路１７は動電型のスピーカ
１２を音響電気変換器として用いた場合の周波数特性補
正のために必要なものであり、本実施例ではＡ／Ｄ変換
器７ｃの前段にアナログ素子で構成しているが、Ａ／Ｄ
変換器７の後段のＤＳＰで構成される回り込み防止フィ
ルタ８内においてソフトウェアで構成してもよい。

【００３６】このＡ／Ｄ変換器７ｃの出力信号と先の回
り込み経路推定フィルタ８ａの出力信号との差を減算器
１９で取り、この出力差が最小になるように回り込み経
路推定フィルタ８ａのフィルタ係数をＬＭＳアルゴリズ
ムなどの係数推定アルゴリズムで決定する。ここで、マ
イクロホン４ａ側から回り込み経路推定フィルタ８ａを
経由した騒音検出信号とスピーカ１２側から切替え器１
１を経由した騒音検出信号との位相関係が減算器１９に
おいて一致するように、遅延器１４の時間を設定してお
く。

【００３７】この結果、回り込み経路推定フィルタ８ａ
は、マイクロホン４ａから騒音伝搬経路３、スピーカ１
２を経由し、さらに切替え器１１ａ、増幅器５ｃ、折り
返し防止フィルタ６ｃ、微分回路１７、Ａ／Ｄ変換器７
ｃ、切替え器１１ｂを経由した経路（いわゆる回り込み
経路の逆経路）の伝達系を模擬したことになる。

【００３８】回り込み経路推定フィルタ８ａ内ではこの
伝達系のフィルタ係数を求め、さらにそのフィルタ係数
の逆フィルタ係数を求める。この逆フィルタ係数は、先
の伝搬系を逆から駆動した伝搬系を模擬したものと同一
とみなすことができる。よってこの逆フィルタ係数を回
り込み音消去フィルタ８ｂにセットすれば、この回り込
み音消去フィルタ８ｂは回り込み経路を模擬したフィル
タとなる。

【００３９】次に切替え器１１ａ、１１ｂを側に切り
替え、騒音消去を行う。消去フィルタ９からの出力信号
は、Ｄ／Ａ変換器１０、折り返し防止フィルタ６ｄ、増
幅器５ｄ、切替え器１１ａを経て消音用のスピーカ１２
を駆動し、伝搬してきた騒音に対して消去音を放音す
る。スピーカ１２の近くに設置された残余音検出用のも
う一つのマイクロホン４ｂにより消音点で消し残った残
余音を取り込む。

【００４０】この残余音検出用マイクロホン４ｂからの
残余音検出信号は、増幅器５ｂ、折り返し防止フィルタ
６ｂ、Ａ／Ｄ変換器７ｂ、を経て消去フィルタ９に入力
する。消去フィルタ９はこの残余音情報に基づいてフィ
ルタ係数をＬＭＳアルゴリズムなどの係数推定アルゴリ
ズムで決定する。

【００４１】スピーカ１２に出力される消去フィルタ９
の消去音信号は、また、回り込み音消去フィルタ８ｂに
直接に入力される。この回り込み音消去フィルタ８ｂで
はこの消去音信号に基づいて回り込み音を模擬した回り
込み消去音信号が生成され、この回り込み消去音信号は
遅延器１４ｂを経て減算器１３に入力されて、この減算
器１３においてマイクロホン４ａで検出された騒音検出
信号と差分がとられる。これにより騒音検出信号中に含
まれる回り込み音（スピーカ１２から放音された消去音
が騒音伝搬経路３を逆に辿ってマイクロホン４ａに回り
込んだもの）信号は回り込み消去音信号によって相殺さ
れる。よって減算器１３の出力信号は回り込み成分が除
去された騒音検出信号と考えて良く、この騒音検出信号
を消去フィルタ９への入力とする。これにより消去フィ
ルタ９は正確な消去音信号を生成することができ、騒音
消去点においてスピーカ１２から放音した消去音により
伝搬騒音を十分に消去することができる。

【００４２】本発明の実施にあたっては種々の変形形態
が可能である。例えば、上述の実施例における微分回路
１７はＡ／Ｄ変換器７の前段にアナログ素子で構成して
いるが、Ａ／Ｄ変換器７の後段のＤＳＰからなる回り込
み防止フィルタ８内にソフトウェアで構成してもよい。

【００４３】また遅延器１４もアナログ素子を用いて論
理回路で構成しても良いが、後段のＤＳＰからなる回り
込み防止フィルタ８内にソフトウェアで構成してもよ
い。

【００４４】減算器１９も実施例のようにハードウェア
による減算回路を設けてディジタル的に行ってもよい
が、ＤＳＰからなる回り込み防止フィルタ８内にソフト
ウェアで構成してもよい。

【００４５】またスピーカ１２として圧電型の音響電気
変換器を使用する場合は、微分回路１７は不要である。

【００４６】減算器１３は論理回路を基にしディジタル
的に構成してもよいが、回り込み防止フィルタ８または
消去フィルタ９内のソフトウェアで構成してもよい。回
り込み防止フィルタ８内のソフトウェアで構成する場合
は減算後の出力信号を消去フィルタ９へ転送するものと
し、消去フィルタ９内のソフトウェアで構成する場合は
減算後の出力を回り込み防止フィルタ８へ転送するよう
構成する。

【００４７】また、上記の実施例において、スピーカ１
２の出力する消去音が回り込み音となってマイクロホン
４ａに入り込むのを低減させるために、マイクロホン４
ａの指向性を騒音源１に向きスピーカ１２方向に対して
は死角となる単一指向性にしてもよい。それには、２つ
の全指向性のマイクロホンの出力信号の差を取ったり、
２つのうち一方のマイクロホンの出力信号に一定の遅れ
時間を持った時定数を入れて指向性をつけてもよい。

【００４８】また、スピーカ１２の放射特性に指向性を
持たせ、マイクロホン４ａ方向には死角となる単一指向
性にしてもよい。それには複数の全指向性のスピーカの
出力信号に一定の遅れ時間を持った時定数を入れて指向
性をつける構造としてもよい。

【００４９】図４には本発明の他の実施例としての能動
騒音消去装置が示される。前述の実施例における消音処
理は、伝搬経路３が騒音の波長に比較し横方向に長いた
め、一次元の音波に対する消去でよいため消去用のスピ
ーカが一つでよい。これは、騒音の成分を縦方向と横方
向の２次元的成分からなるとした場合、その一方の成分
だけを、すなわち１次元的に消去していることに相当す
る。この図４の実施例は騒音の伝搬経路が波長に比べ横
方向だけでなく縦方向にも長く存在する場合の騒音を２
次元的に消去して一層完全な騒音消去を行うものであ
る。

【００５０】すなわち、図４において、騒音伝搬経路３
内の騒音消去点において、スピーカ１２に対してこれと
垂直方向にスピーカ１２ｔを設け、回り込み防止フィル
タ８、消去フィルタ９およびそれらの付属回路系をスピ
ーカ１２のものとは別にもう１系統設け、それらにより
スピーカ１２ｔを駆動するようにする。

【００５１】この実施例装置の動作は前述の実施例と基
本的には同じである。相違する点は、スピーカ１２系の
回路は伝搬騒音の縦方向成分を消去するように消去音を
生成しており、一方、スピーカ１２ｔ系の回路は伝搬騒
音の横方向成分を消去するように消去音を生成している
ことである。

【００５２】図５には本発明のまた他の実施例が示され
る。一般に騒音伝搬経路３の伝達特性は温度変化の影響
を受けて変化する。このため、正確な騒音消去を行うた
めには、温度変化に対して回り込み防止フィルタ８と消
去フィルタ９のフィルタ係数を修正する必要がある。こ
の図５の実施例装置はかかる温度変化に対しフィルタ係
数修正機能を持たせた能動騒音消去装置である。

【００５３】図５において、１５は騒音伝搬経路３の大
気温度を検出するための温度検出用センサであり、その
温度検出信号はＡ／Ｄ変換器７ｅを経てＣＰＵ１６に入
力される。このＣＰＵ１６には回り込み経路推定フィル
タ８ａのフィルタ係数を更新するための減算器１９の出
力信号も入力されており、また消去フィルタ９に対して
フィルタ係数修正の作動／停止等を指令することができ
るようになっている。

【００５４】この図５の実施例装置の基本的な動作は前
述の実施例と同じである。この実施例装置においては、
通常は切替え器１１が側へ切り替えられた状態で能動
騒音消去を行っている。

【００５５】騒音伝搬経路３内の大気温度を温度検出用
センサ１５が検出し、その温度変化をＣＰＵ１６が読み
取り、ある一定値以上変動した場合にＣＰＵ１６は消去
フィルタ９のフィルタ係数修正を停止させ、次に切替え
器１１を動作させて側から側へ切替えを行い、スピ
ーカ１２による消去音の放音を停止させるとともに、回
り込み防止フィルタ８のフィルタ係数を修正する準備を
する。

【００５６】回り込み防止フィルタ８の係数を修正する
際には、フィルタ係数修正が収束してゆく状態もＣＰＵ
１６が減算器１９の出力信号に基づいてモニタし、フィ
ルタ係数が収束した状態になったら、ＣＰＵ１６は切替
え器１１に対し側から側への切替えを行う。これに
よりスピーカ１２は再度、消去音を発生させて消去動作
を行い、消去フィルタ９はマイクロホン４ｂからの残余
音検出信号に基づいてそのフィルタ係数を修正し、能動
騒音消去動作が行われる。

【００５７】図６には本発明のまた他の実施例が示され
る。上述の図５の実施例装置では、温度修正のための温
度検出用センサは一つであって１箇所の温度しか検出で
きないが、一般には騒音伝搬経路３内の温度は場所によ
り偏りを生じている可能性が高い。この図６の実施例は
かかる温度の偏りに対応できるようにしたものである。

【００５８】すなわち、図６において、騒音伝搬経路３
内の複数の箇所（実施例では５箇所）にそれぞれ温度検
出用センサ１５ａ〜１５ｅを配設し、それらの温度検出
信号をそれぞれマルチチャネルＡ／Ｄ変換器２１に導
き、このマルチチャネルＡ／Ｄ変換器２１でシリアル信
号にしてＣＰＵ１６に入力している。

【００５９】この図６の実施例装置も基本的な動作は前
述の図５の実施例と同じである。相違点として、本実施
例装置では、温度検出用センサ１５ａ〜１５ｅで騒音伝
搬経路３内の複数の箇所の温度を検出し、それらの温度
変化をＣＰＵ１６がそれぞれ読み取り、ＣＰＵ１６内で
検出用センサ出力の平均値を求め、その温度変化がある
一定値になった場合に、消去フィルタａの係数修正を停
止させ、次に切替え器１１を動作させて側から側へ
切替えを行い、スピーカ１２による発音を停止させると
ともに、回り込み防止フィルタ８のフィルタ係数を修正
する準備をする。

【００６０】回り込み防止フィルタ８のフィルタ係数を
修正する場合に係数修正が収束してゆく状態をＣＰＵ１
６がモニタし、係数が収束した状態になったらＣＰＵ１
６は切替え器１１に対し側から側への切替えを行
う。それによりスピーカ１２は再度、消去音を発生させ
消去動作を行い、消去フィルタ９のフィルタ係数が修正
され、能動騒音消去動作が行われる。

【００６１】図７には本発明のまた他の実施例が示され
る。騒音伝搬経路３の伝搬特性は前述の温度変化による
以外にも種々の要因により変化しうる。本実施例はこの
ような伝搬特性の変化に対して対処できるようにしたも
のである。

【００６２】図７において、この実施例装置において
は、温度検出用センサは設けられておらず、ＣＰＵ１６
は回り込み防止フィルタ８の係数の収束を減算器１９の
出力信号に基づいてモニタできるようになっているとと
もに、消去フィルタ９のフィルタ係数の変動をモニタで
きるようになっている。

【００６３】この実施例装置の基本的な動作は図２の実
施例と同じである。つまり通常は切替え器１１が側へ
切り替えられている状態で能動騒音消去を行う。この能
動騒音消去中に消去フィルタ９のフィルタ係数の変動
を、ＣＰＵ１６と直結したパラレルインターフェースを
介して、ＣＰＵ１６が監視する。

【００６４】消去フィルタ９に入力されるマイクロホン
４ｂの検出信号は消去点での残余音の成分である。この
残余音成分が最小時のときの消去フィルタ９のフィルタ
係数をＣＰＵ１６で記憶しておき、その記憶した消去フ
ィルタ係数からある一定値の係数変動が生じた場合に、
スピーカ１２による消去音の発音を停止させる一方で、
切替え器１１に対して側から側への切替えを行い、
回り込み防止フィルタ８のフィルタ係数を修正するよう
にする。

【００６５】この回り込み防止フィルタ８のフィルタ係
数修正が収束してゆく状態もＣＰＵ１６がモニタしてお
り、フィルタ係数が収束した状態になったら、ＣＰＵ１
６は切替え器１１に対し側から側への切替えを行
う。スピーカ１２は再度、先の消去動作時のフィルタ係
数が保存されたままの消去フィルタ９の出力信号により
消去音を発生させて消去動作を開始し、修正された回り
込み防止フィルタ８の係数により回り込み音の除去を行
いつつ、マイクロホン４ｂの残余音検出信号に基づいて
消去フィルタ９のフィルタ係数を修正しつつ能動騒音消
去動作を行う。

【００６６】図８には本発明のさらに他の実施例が示さ
れる。この実施例は、図５の実施例と図７の実施例を組
み合わせたもの、すなわち上述の適応フィルタ係数の変
動の監視を、温度検出用センサで検出された大気温度値
が変動した場合に行うようにしたものである。したがっ
て、この実施例では温度検出センサ１５を備えており、
その温度検出値はＡ／Ｄ変換器７ｅを経てＣＰＵ１６に
入力されている。

【００６７】この実施例装置の基本的な動作は図５、図
７の実施例と同じである。すなわち、通常は切替え器１
１が側へ切り替わっている状態で能動騒音消去を行
う。

【００６８】ＣＰＵ１６は消去フィルタ９の係数変動を
ＣＰＵ１６と直結したパラレルインターフェースを介し
て監視する。一方、マイクロホン４ｂにより消去点での
残余音成分が検出されて消去フィルタ９に入力される。

【００６９】ＣＰＵ１６は残余音成分が最小時の消去フ
ィルタ９のフィルタ係数を記憶し、その記憶したフィル
タ係数からある一定値の係数変動が生じた場合にスピー
カ１２による発音を停止させる一方で、切替え器１１に
対し側から側への切替えを行い、回り込み防止フィ
ルタ８のフィルタ係数を修正する。

【００７０】しかしながら、このＣＰＵ１６で残余音が
最小時の消去フィルタ９のフィルタ係数を記憶してその
記憶した適応フィルタ係数からある一定値の係数変動が
生じたか否かを常時調べる動作は、ＣＰＵ１６を他の機
器と共用している場合、ＣＰＵ１６のソフトウェア処理
の負荷を大きくして能率を低下させる欠点がある。

【００７１】そこで、本実施例装置では、騒音の伝搬経
路３内に設置した温度検出用センサ２５によって検出し
た温度変化をＣＰＵ１６が読み取り、その温度変化があ
る一定値になったことがＣＰＵ１６内で判定された場合
に初めて、消去フィルタ９の係数変動をＣＰＵ１６と直
結したパラレルインターフェースを介し監視を行う。こ
れより、ＣＰＵ１６は単に温度情報のみ読み取ればよい
ので、ＣＰＵ１６の負荷を軽減できる。

【００７２】その温度変化係数修正が収束してゆく状態
もＣＰＵ１６がモニタし、係数が収束した状態になった
ら、ＣＰＵ１６は切替え器１１に対して側から側へ
の切替えを行う。スピーカ１２は再度、先の消去動作時
の係数が保存されたまま消去フィルタ９の出力信号によ
り消去音を発生させて消去動作を行い、修正された消去
フィルタ９の係数により能動騒音消去動作が行われる。

【００７３】図９には本発明のさらにまた他の実施例装
置が示される。この実施例装置は図８の実施例装置をさ
らに改良して、フィルタ係数の変動の監視を大気温度検
出用の複数の温度検出用センサの検出温度の平均値が変
動時に行うようにしたものである。したがって本実施例
装置においては、騒音伝搬経路３内に複数の箇所に複数
の温度検出用センサ１５ａ〜１５ｅが配設され、それら
の温度検出値がマルチチャネルＡ／Ｄ変換器２１を介し
てＣＰＵ１６に入力されるようになっている。

【００７４】この実施例装置の基本的な動作は図８の実
施例の場合と同でである。相違点として、ＣＰＵによる
消去フィルタ９のフィルタ係数の監視は、複数の温度検
出用センサ１５ａ〜１５ｅの検出温度の平均値がある一
定値を超えたら行うようにしている。

【００７５】すなわち、騒音の伝搬経路３内に複数箇所
に配設された温度検出用センサ１５ａ〜１５ｅの検出出
力をＡ／Ｄ変換器２１により多重化してＣＰＵ１６に取
り込み、それら検出温度の平均値を求め、その平均温度
変化をＣＰＵ１６内で監視する。ＣＰＵ１６は、その平
均温度変化がある一定値になった場合に初めて、消去フ
ィルタ９のフィルタ係数変動をＣＰＵ１６と直結したパ
ラレルインターフェースを介して監視する。他の動作は
前述の図８の実施例装置の場合と同じである。

【００７６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、 ・消去用のスピーカからマイクロホンまでの距離が短く
なる、 ・回り込みを防止するための専用フィルタのタップ長が
短くなる、 ・広帯域雑音等の音源発生器を備える必要がなくなる、 ・騒音源となる機器の動作を停止させることなく回り込
み防止フィルタの係数を決定できるので騒音源機器の稼
働率の低下を防げる、 ・騒音源が周期音か非周期音かによらず消音を行える、 など、能動騒音消去が施せる効果を奏し、室内に設置す
る機器の快適な周辺環境を保つのに寄与するところが大
きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る原理説明図である。

【図２】本発明の一実施例としての能動騒音消去装置を
示すブロック図である。

【図３】実施例装置における回り込み防止フィルタ部分
のさらに詳細な構成を示すブロック図である。

【図４】本発明の他の実施例を示すブロック図である。

【図５】本発明のまた他の実施例を示すブロック図であ
る。

【図６】本発明のまた他の実施例を示すブロック図であ
る。

【図７】本発明のまた他の実施例を示すブロック図であ
る。

【図８】本発明のまた他の実施例を示すブロック図であ
る。

【図９】本発明のまた他の実施例を示すブロック図であ
る。

【図１０】従来例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ 騒音源 ２ 筺体 ３ 騒音伝搬経路 ４ａ 騒音検出用マイクロホン ４ｂ 残余音検出用マイクロホン ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ 増幅器 ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ 折り返し防止フィルタ ７ａ、７ｂ、７ｃ Ａ／Ｄ変換器 ８ 回り込み防止フィルタ ８ａ 回り込み経路推定フィルタ ８ｂ 回り込み消去フィルタ ９ 消去フィルタ １０ Ｄ／Ａ変換器 １１、１１ａ、１１ｂ 切替え器 １２ スピーカ １３ 減算器 １４、１４ａ、１４ｂ 遅延器 １５、１５ａ〜１５ｅ 温度検出用センサ １６ ＣＰＵ（中央処理装置） １７ 微分回路 １９ 減算器 ２０ 音源発生器 ２１ マルチチャネルＡ／Ｄ変換器

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 騒音伝搬経路の騒音源側の騒音検出点に
   配置した音響電気変換器（３１）と、該騒音検出点から
   みて騒音伝搬経路方向に離間した騒音消去点に配置した
   電気音響変換器（３２）と、騒音伝搬経路の伝達系を模
   擬する適応フィルタからなる消去フィルタ（３３）と、
   回り込み音の伝搬経路の伝達系を模擬する適応フィルタ
   からなる回り込み防止フィルタ（３４）とを備え、該音
   響電気変換器の検出信号を該消去フィルタを通して該電
   気音響変換器に与えて伝搬騒音に逆位相、同振幅で印加
   することで伝搬騒音を消去し、また該消去フィルタの出
   力信号を回り込みフィルタを通して該音響電気変換器の
   検出信号に与えることで該検出信号中の回り込み音成分
   を除去するように構成した能動騒音消去装置において、 回り込み防止フィルタ（３４）は、 該騒音検出点側から該騒音消去点を経由して該消去フィ
   ルタの出力端までの回り込みの逆伝搬経路の伝達系を推
   定する経路推定フィルタ部（３４ａ）と、 該経路推定フィルタ部のフィルタ係数の逆フィルタ係数
   を設定されることで回り込み経路の伝達系を模擬する回
   り込み消去フィルタ部（３４ｂ）とを含み構成され、 該経路推定フィルタ部は騒音検出点の音響電気変換器の
   検出信号を入力とし、自身の出力信号と該騒音消去点側
   の電気音響変換器を音響電気変換器として用いてそれか
   ら得られる電気出力信号との差を無くすようにフィルタ
   係数が決められ、該回り込み消去フィルタ部には該消去
   フィルタの出力信号が入力されるようになっている能動
   騒音消去装置。
2. 【請求項２】 上記騒音消去点には電気音響変換器が消
   去音を放出する方向をかえて複数個配置され、これらの
   各電気音響変換器に対応してそれぞれ消去フィルタと回
   り込み防止フィルタが設けられている請求項１記載の能
   動騒音消去装置。
3. 【請求項３】 騒音の伝搬経路内の大気温度を検出する
   温度検出手段を設け、この温度検出手段で検出した温度
   変動が所定値を超えた場合に、該電気音響変換器による
   発音を停止させる一方で、該回り込み防止フィルタの逆
   フィルタ係数を修正するようにした請求項１または２記
   載の能動騒音消去装置。
4. 【請求項４】 上記消去フィルタのフィルタ係数の変動
   を監視する監視手段を設け、この消去フィルタのフィル
   タ係数が最適値からある所定値を超えて変動した場合に
   該電気音響変換器による発音を停止させる一方で、該回
   り込み防止フィルタの逆フィルタ係数を修正するように
   した請求項１または２記載の能動騒音消去装置。
5. 【請求項５】 騒音の伝搬経路内の大気温度を検出する
   温度検出手段を設け、この温度検出手段で検出した温度
   変動が所定値を超えた場合に、該監視部により消去フィ
   ルタのフィルタ係数を読み出すようにした請求項４記載
   の能動騒音消去装置。
6. 【請求項６】 上記温度検出手段を騒音の伝搬経路内の
   複数の箇所に取り付けて、各温度検出手段の検出温度の
   平均値を求めてその平均温度変動に基づいて制御を行う
   ようにした請求項３または５記載の能動騒音消去装置。