JP2002073037A - 電子消音装置 - Google Patents

電子消音装置

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JP2002073037A
JP2002073037A JP2000261414A JP2000261414A JP2002073037A JP 2002073037 A JP2002073037 A JP 2002073037A JP 2000261414 A JP2000261414 A JP 2000261414A JP 2000261414 A JP2000261414 A JP 2000261414A JP 2002073037 A JP2002073037 A JP 2002073037A
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Japan
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noise
microphone
path
exhaust
speaker
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JP2000261414A
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English (en)
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Akira Inada
明 稲田
Yukiteru Nishida
行輝 西田
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は、低コストでかつ、小型・軽量化
できる騒音消去装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 吸気経路と排気経路との隔壁部分の一部
を、ANCで制御可能な周波数帯域の騒音成分が透過
し、吸気経路と排気経路との空気の流れを分離できる騒
音透過・通風阻止部材で構成することによって、音響的
に吸気経路と排気経路とを1つの音響ダクトと見做せる
領域が形成されており、1つの音響ダクトと見做せる領
域に、騒音信号を検出する騒音マイク、騒音を打ち消す
ための制御音を発生するスピーカおよびスピーカからの
制御音によって騒音を打ち消した後の誤差信号を検出す
る誤差マイクが配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、騒音消去装置お
よび液晶プロジェクタの騒音消去装置に関する。
【0002】
【従来の技術】送風路内を伝搬する騒音抑制手法とし
て、特公平08−27634号公報、特許登録第259
6127号公報等で示されるように、騒音に対して逆位
相でかつ同振幅の音波を与えて騒音を消去するアクティ
ブノイズコントロール(ANC)と称する電子消音装置
が既に開発されている。
【0003】図1は、電子消音装置の基本構成を示して
いる。
【0004】この電子消音装置は、管路10内の騒音信
号を検出する騒音マイク11と、管路10内の伝搬騒音
を打ち消すための制御音を発するスピーカ12と、伝搬
騒音を打ち消した後の誤差信号を検出する誤差マイク1
3と、スピーカ12に与える駆動信号を作成するコント
ローラ14とによって構成されている。なお、15は、
騒音源を示している。
【0005】コントローラ14は、A/D変換器21、
22、D/A変換器23、適応型デジタルフィルタ2
4、デジタルフィルタ25、係数更新演算部26、マイ
クアンプ27、28およびパワーアンプ29から構成さ
れている。適応型デジタルフィルタ24、デジタルフィ
ルタ25および係数更新演算部26は、DSP20によ
って構成されている。
【0006】騒音マイク11によって検出された騒音信
号は、マイクアンプ27で増幅された後、A/D変換器
21を介して、騒音信号x(n)として適応型デジタル
フィルタ24およびデジタルフィルタ25に入力され
る。なお、デジタルフィルタ25には、スピーカ12か
ら誤差マイク13までの時間遅延を伴った伝達関数に対
応するフィルタ係数が設定されている。
【0007】係数更新演算部26は、FX−LMS(Fil
tered-X Least Mean Square)アルゴリズムを用いた適応
型デジタルフィルタ24のフィルタ係数の更新演算を行
う。係数更新演算部26は、騒音信号x(n)をデジタ
ルフィルタ25でフィルタリングした後の騒音信号x’
(n)と、誤差マイク13からマイクアンプ28および
A/D変換器22を介して入力する誤差信号e(n)と
に基づいて、フィルタ係数h(n+1)を、次式(1)
に基づいて算出する。
【0008】 h(n+1)=h(n)−2・μ・e(n)・x’(n) …(1)
【0009】但し、μはステップサイズパラメータであ
る。
【0010】適応型デジタルフィルタ24は、係数更新
演算部26から付与されたフィルタ係数h(n+1)と
騒音信号x(n)との畳み込み演算を行い、スピーカ1
2を駆動するための制御信号を出力する。この制御信号
は、D/A変換器23およびパワーアンプ29を介して
スピーカ12に送られる。
【0011】スピーカ12から出力される騒音と同振幅
・逆位相の音波によって、騒音は、制御点16において
音の干渉により消音される。
【0012】この電子消音装置は、1次元音場において
伝搬する騒音を消音するもので、送風路を伝搬する騒音
において、平面波として扱える周波数帯域まで制御する
ことができる。この平面波として扱える上限周波数は、
ダクト10の口径に依存し、時式(2)によって求める
ことができる。
【0013】f≦c/(2a) …(2) f:上限周波数(Hz) c:音速(m/s) a:ダクト10長辺の長さ(m)
【0014】次に、上記電子消音装置を液晶プロジェク
タに適用する場合を考える。
【0015】図2は、液晶プロジェクタ30の冷却系を
示している。
【0016】液晶プロジェクタ30には、液晶パネル3
4の冷却用としてファン(吸気ファン)31と、光源3
3の冷却用としてファン(排気ファン)32とが配置さ
れており、吸気口から機内を循環して排気口に至るまで
の通風経路は矢印で示す通りである。
【0017】この通風経路に上記電子消音装置を適用す
る場合、騒音の伝搬は吸気口および排気口の2系統が必
要となる。つまり、騒音マイク11、スピーカ12、誤
差マイク13、コントローラ14および通風ダクト10
がそれぞれ2組必要となる。
【0018】図3は、吸気系、排気系それぞれに上記電
子消音装置を搭載した場合の構成図である。
【0019】吸気系に対する電子消音装置は、吸気ダク
ト38に配された騒音マイク11a、スピーカ12aお
よび誤差マイク13aならびに吸気系コントローラ14
aから構成され、排気系に対する電子消音装置は、排気
ダクト39に配された騒音マイク11b、スピーカ12
bおよび誤差マイク13bならびに排気系コントローラ
14bから構成されている。
【0020】
【発明が解決しようとする課題】このように、機器内部
を冷却するための通風経路に電子消音装置を適用した場
合には、吸気系と排気系との2系統の電子消音装置が必
要となるため、その装置の構成が極めて大きくなるとと
もに、大きなコストアップとなる。特に、上記電子消音
装置は消音効果の面で優れた技術であるにも関わらず、
物理的に大きなスペースを必要とするという点から、小
型・軽量化が進むAV・OA機器などへの応用が問題で
あった。
【0021】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、低コストでかつ、小型・軽量化できる騒音消去
装置を提供することを目的とする。
【0022】
【課題を解決するための手段】この発明による騒音消去
装置は、吸気経路と排気経路とを伝搬する騒音をANC
によって消去する騒音消去装置において、吸気経路と排
気経路との隔壁部分の一部を、ANCで制御可能な周波
数帯域の騒音成分が透過し、吸気経路と排気経路との空
気の流れを分離できる騒音透過・通風阻止部材で構成す
ることによって、音響的に吸気経路と排気経路とを1つ
の音響ダクトと見做せる領域が形成されており、1つの
音響ダクトと見做せる領域に、騒音信号を検出する騒音
マイク、騒音を打ち消すための制御音を発生するスピー
カおよびスピーカからの制御音によって騒音を打ち消し
た後の誤差信号を検出する誤差マイクが配置されている
ことを特徴とする。
【0023】この発明による液晶プロジェクタの騒音消
去装置は、液晶プロジェクタの吸気経路と排気経路とを
伝搬する騒音をANCによって消去する液晶プロジェク
タの騒音消去装置において、吸気経路と排気経路との隔
壁部分の一部を、ANCで制御可能な周波数帯域の騒音
成分が透過し、吸気経路と排気経路との空気の流れを分
離できる騒音透過・通風阻止部材で構成することによっ
て、音響的に吸気経路と排気経路とを1つの音響ダクト
と見做せる領域が形成されており、1つの音響ダクトと
見做せる領域に、騒音信号を検出する騒音マイク、騒音
を打ち消すための制御音を発生するスピーカおよびスピ
ーカからの制御音によって騒音を打ち消した後の誤差信
号を検出する誤差マイクが配置されていることを特徴と
する。
【0024】騒音透過・通風阻止部材は、たとえば、ウ
レタンフォームで形成されている。騒音透過・通風阻止
部材に、騒音マイクおよび誤差マイクを内蔵することが
好ましい。
【0025】
【発明の実施の形態】以下、図4および図5を参照し
て、この発明を液晶プロジェクタに適用した場合の実施
の形態について説明する。
【0026】図4は、液晶プロジェクタに設けられた騒
音消去装置の構成を示している。液晶プロジェクタ30
には、液晶パネル34の冷却用としてファン(吸気ファ
ン)31と、光源33の冷却用としてファン(排気ファ
ン)32とが配置されており、吸気口から機内を循環し
て排気口に至るまでの通風経路は矢印で示す通りであ
る。
【0027】図4において、38は吸気経路38を、3
9は排気経路38を、矢印Aは吸気経路38を伝搬する
騒音を、矢印Bは排気経路39を伝搬する騒音を示して
いる。
【0028】吸気経路38と排気経路39との隔壁部分
の一部が、アクティブノイズコントロール(ANC)で
制御可能な周波数帯域の騒音成分が透過し、吸気経路3
8と排気経路39との空気の流れを分離できる騒音透過
・通風阻止部材40で構成されている。騒音透過・通風
阻止部材40は、薄膜フィルム、布、多孔質材、若しく
はこれらの複合部材等で作られている。騒音透過・通風
阻止部材40には、風切り音が騒音マイク11および誤
差マイク13によって発生するのを防止させるために騒
音マイク11および誤差マイク13が内蔵されている。
【0029】この実施の形態では、図5に示すように、
騒音透過・通風阻止部材40として、10mm厚のウレ
タンフォームが使用されており、騒音マイク11、誤差
マイク13が内蔵される部分にはマイクとの接触を避け
るためにウレタンフォームの一部が除去されている。そ
して、騒音透過・通風阻止部材40における騒音マイク
11、誤差マイク13が内蔵されている部分の両面に
は、吸気経路側、排気経路側両面から空気の漏れを防い
で、風切り音が発生するのをさらに防止するために、
0.1mm程度のポリエステルフィルム41が張り付け
られている。
【0030】この騒音透過・通風阻止部材40はアクテ
ィブノイズコントロール(ANC)の制御対象周波数帯
域、たとえば200Hz〜1KHzの騒音成分は透過
し、高域成分は吸収する性質を有する。例えば、吸音材
として使用される10mm厚程度のウレタンフォームな
どは、1KHz以上の高域成分は吸収するが。1KHz
以下の低域成分は吸収部材としての効果が少なく、透過
してしまうことは一般に知られている。一方、ウレタン
フォームなど材料は、10mm厚程度になると通風経路
を遮断するに十分な空気抵抗があり、吸気経路38と排
気経路39と間の空気の流れを遮断することができる。
【0031】スピーカ12は、騒音マイク11からスピ
ーカ12までの制御遅延時間に相当する距離分、騒音マ
イク11より下流に位置し、誤差マイク13はスピーカ
12より下流近傍に配されている。騒音消去装置は、1
つの騒音マイク11、1つの誤差マイク13、1つのス
ピーカ12および1つのコントローラ14で構成され
る。コントローラ14の構成は、図1のコントローラ1
4と同じである。騒音消去装置の動作は、図1の電子消
音装置の動作と同じである。
【0032】本発明の騒音消去装置は、吸気経路38と
排気経路39との隔壁部分の一部を騒音透過・通風阻止
部材40によって構成することにより、ANC制御帯域
では音響的に吸気経路38と排気経路39とを1つの音
響ダクトと見做せるような構成にした点に特徴がある。
【0033】なお、この実施の形態では、吸気経路38
と排気経路39との隔壁部分のうち、騒音マイク11の
近傍からスピーカ12を経て、誤差マイク13近傍に至
る領域の全体を騒音透過・通風阻止部材40で構成して
いるが、吸気経路38と排気経路39との隔壁部分のう
ち、騒音マイク11、スピーカ12および誤差マイク1
3に対応する部分のみを、騒音透過・通風阻止部材40
で構成するようにしてもよい。隔壁部分のうち、騒音透
過・通風阻止部材40で構成されてない部分は、樹脂部
材で構成される。
【0034】更に、騒音マイク11と誤差マイク13
は、騒音透過・通風阻止部材40の中に内蔵した構造と
することによって吸気経路38と排気経路39とをそれ
ぞれ伝搬する騒音成分をお互いに干渉・合成させた信号
として検出するようにしている。
【0035】なおこの実施の形態では、吸気経路38を
形成する吸気ダクトと排気経路39を形成する排気ダク
トが上下に設けられているが、両ダクトを水平方向に並
べて配置することもできるし、機器の吸気口、排気口の
位置関係によりその他のレイアウトも可能である。
【0036】次に、騒音消去装置の動作について詳しく
説明する。
【0037】機器内部の冷却ファン31、32などから
発生する騒音は、吸気経路38、排気経路39をそれぞ
れ伝搬し、吸気経路38および排気経路39内の騒音透
過・通風阻止部材40が設けられた音響的に1つのダク
トと見做せる領域で音響的に干渉・合成され、騒音マイ
ク11によって検出される。
【0038】騒音はその後、音響的に1つのダクトと見
做せる領域内を伝搬し、制御点16があるスピーカ12
の位置に到達する。一方、騒音マイク11で検出された
騒音信号は、適応型デジタルフィルタ24(図1参照)
によって制御されるスピーカ12から出力される制御
音、つまり、騒音と同振幅・逆位相の音波によって、制
御点16において音の干渉により消音される。
【0039】消音後の残留成分は、制御点16の下流に
配置された誤差マイク13で誤差信号e(n)として検
出される。この誤差信号e(n)と、騒音マイク11に
よって検出後デジタルフィルタ25によってフィルタリ
ングされた騒音信号x’(n)とは、係数更新演算部2
6に入力される。係数更新演算部26は、上述した式
(1)に基づいて、適応型デジタルフィルタ24の係数
更新を行う。
【0040】このようにして、通風経路としては吸気経
路38と排気経路39とに分離しながら、音響的には1
つの音響ダクトを伝搬する騒音として扱うことにより、
1組のANCにより小型・軽量で効率的な消音制御が実
現される。
【0041】また、騒音透過・通風阻止部材40に騒音
マイク11と誤差マイク13を内蔵することによって、
風切り音対策が不要となるとともに、スピーカ12から
騒音マイク11へのフィードバック成分の影響を抑制す
ることも可能となった。
【0042】また更に、従来排気経路に使用する騒音マ
イク11と誤差マイク13としては、80°Cにもなる
高温条件に耐えるものを選定する必要があったが、騒音
透過・通風阻止部材40に内蔵することによって、ほぼ
室温に近い条件での使用が可能となった。
【0043】なお、上記実施の形態では、1つの音響ダ
クトと見做せる領域に、騒音マイク、スピーカおよび誤
差マイクが1組だけ設けられているが、1つの音響ダク
トと見做せる領域に、騒音マイク、スピーカおよび誤差
マイクを2組以上設けてもよい。
【0044】また、この発明は、液晶プロジェクタに限
らず、吸気経路と排気経路とを有する機器(AV機器、
OA機器等)にも適用することができる。
【0045】
【発明の効果】吸気経路と排気経路とを伝搬する騒音を
消去するためには、従来では吸気系と排気系の2系統の
ANC(電子消音装置)を必要としていたが、本発明に
よれば、一組のANCで消音制御を行うことが可能にな
る。これにより、騒音消去装置の構成が簡単となるとと
もに、物理的スペースを低減させることができる。この
結果、従来物理的制約やコスト面でANCの搭載が困難
であったAV機器やOA機器に対して、小型・軽量なA
NCによる騒音消去を実現させることが可能となる。
【0046】また、騒音透過・通風阻止部材に騒音マイ
クと誤差マイクとを内蔵させることにより、従来、これ
らを通風経路に配置したときに問題となっていた風切り
音の発生を防止することができる。
【0047】また、従来、排気経路に配置した騒音マイ
クや誤差マイクを排熱のために高音環境下という厳しい
動作環境にあったが、騒音透過・通風阻止部材に内蔵す
ることにより排熱の影響を低減できるという利点もあ
る。加えて、従来であれば、吸気経路、排気経路それぞ
れに配設していたスピーカは、吸気経路側の1つで消音
を行うことができるので、スピーカは常温環境に近い条
件下で使用することができる。
【0048】さらに、騒音透過・通風阻止部材はANC
の制御周波数帯域外の周波数成分を吸収できるため、ス
ピーカから騒音マイクに至るいわゆるフィードバック経
路の悪影響を低減することができる。これにより、従
来、吸気経路、排気経路それぞれに使用していた吸音材
が不要となるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】ANCによる電子消音装置の基本構成を示すブ
ロック図である。
【図2】液晶プロジェクタの冷却系を示す模式図であ
る。
【図3】液晶プロジェクタの吸気系、排気系それぞれに
ANCによる電子消音装置を搭載した場合の構成を示す
模式図である。
【図4】本発明に係る電子消音装置の構成を示す模式図
である。
【図5】騒音透過・通風阻止部材を示す斜視図である。
【符号の説明】
11 騒音マイク 12 スピーカ 13 誤差マイク 14 コントローラ 16 制御点 20 DSP 21 A/D変換器 22 A/D変換器 23 D/A変換器 24 適応型デジタルフィルタ 25 デジタルフィルタ 26 係数更新演算部 27 マイクアンプ 28 マイクアンプ 29 パワーアンプ 30 液晶プロジェクタ 31 吸気ファン 32 排気ファン 33 光源 34 LCD 38 吸気経路 39 排気経路 40 騒音透過・通風阻止部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04N 5/64 541 G10K 11/16 H 5/74 B Fターム(参考) 3G004 CA12 CA13 DA25 3H025 CA01 CB41 5C058 AA06 EA26 EA52 5D061 AA06 EE21 FF02

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 吸気経路と排気経路とを伝搬する騒音を
    アクティブノイズコントロール(ANC)によって消去
    する騒音消去装置において、 吸気経路と排気経路との隔壁部分の一部を、ANCで制
    御可能な周波数帯域の騒音成分が透過し、吸気経路と排
    気経路との空気の流れを分離できる騒音透過・通風阻止
    部材で構成することによって、音響的に吸気経路と排気
    経路とを1つの音響ダクトと見做せる領域が形成されて
    おり、 1つの音響ダクトと見做せる領域に、騒音信号を検出す
    る騒音マイク、騒音を打ち消すための制御音を発生する
    スピーカおよびスピーカからの制御音によって騒音を打
    ち消した後の誤差信号を検出する誤差マイクが配置され
    ていることを特徴とする騒音消去装置。
  2. 【請求項2】 騒音透過・通風阻止部材が、ウレタンフ
    ォームで形成されていることを特徴とする請求項1に記
    載の騒音消去装置。
  3. 【請求項3】 騒音透過・通風阻止部材に、騒音マイク
    および誤差マイクが内蔵されていることを特徴とする請
    求項1および2のいずれかに記載の騒音消去装置。
  4. 【請求項4】 液晶プロジェクタの吸気経路と排気経路
    とを伝搬する騒音をアクティブノイズコントロール(A
    NC)によって消去する液晶プロジェクタの騒音消去装
    置において、 吸気経路と排気経路との隔壁部分の一部を、ANCで制
    御可能な周波数帯域の騒音成分が透過し、吸気経路と排
    気経路との空気の流れを分離できる騒音透過・通風阻止
    部材で構成することによって、音響的に吸気経路と排気
    経路とを1つの音響ダクトと見做せる領域が形成されて
    おり、 1つの音響ダクトと見做せる領域に、騒音信号を検出す
    る騒音マイク、騒音を打ち消すための制御音を発生する
    スピーカおよびスピーカからの制御音によって騒音を打
    ち消した後の誤差信号を検出する誤差マイクが配置され
    ていることを特徴とする液晶プロジェクタの騒音消去装
    置。
  5. 【請求項5】 騒音透過・通風阻止部材が、ウレタンフ
    ォームで形成されていることを特徴とする請求項4に記
    載の液晶プロジェクタの騒音消去装置。
  6. 【請求項6】 騒音透過・通風阻止部材に、騒音マイク
    および誤差マイクが内蔵されていることを特徴とする請
    求項4および5のいずれかに記載の騒音消去装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6558003B2 (en) * 2000-12-28 2003-05-06 Kabushiki Kaisha Toshiba Attachable/detachable silencer and projection type projector apparatus with the same

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