JP2003514265A - 音環境を改善するための装置及びその方法 - Google Patents

音環境を改善するための装置及びその方法

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、音環境を改善する装置及びその方法を提供する。本発明は、空気などの音伝達媒体中に不連続領域を生成して音を吸収する遮蔽物（１０）の形態とした仕切り手段をもつ。１以上のマイクロフォン（１２）が、音響エネルギを受けてそれを電気信号に変換するために機能し、デジタルシグナルプロセッサ（１４）へ供給する。該プロセッサは、電気信号に対してスペクトル変換を行うためのアルゴリズムを用い、そして変換信号を励振器（３６）の形態とした出力手段（１６）へ出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、騒音環境を改善するための装置及びその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
仕事場や家庭環境において、騒音は、長年主要な問題として認識されている。
材料工学の進歩により、ある程度の問題解決が可能になったが、これらはすべて
同じ方法で解決を図っている。すなわち、制御された空間において騒音レベルを
低くすることによって、音環境を改善しようとするものである。比較的柔軟性を
欠くこのようなアプローチが、騒音減少に関する空間の設計における主な設計ガ
イドラインだと考えられてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、より柔軟な視点から、騒音環境を改善するための装置及びその方法
を提供しようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、音響エネルギを受けてこれを電気信号に変換する手段と、該電気信
号に対してスペクトル変換を実行する手段と、該変換信号を音に変換する出力手
段と、を備えた電子式遮音システムを提供する。
【０００５】 本発明の一つの態様によれば、音伝達媒体内に不連続領域を形成する仕切り手
段と、音響エネルギを受けてこれを電気信号に変換する手段と、該電気信号に対
してスペクトル変換を実行する手段と、該変換信号を音に変換する出力手段と、
を備えた騒音環境改善用の装置が提供される。
【０００６】 音は、人間の脳によって、好ましいか好ましくないか、快適なものか不愉快な
ものか判断される。
【０００７】 スペクトル変換を実行する手段は、マイクロプロセッサ又はデジタルシグナル
プロセッサ（ＤＳＰ）を使用した構成が可能で、デスクトップ又はラップトップ
コンピュータも使用することができる。いずれの場合も、検知された騒音に対す
る装置の応答を規定するためのアルゴリズムが用いられる。騒音／音変換は、プ
ロセッサ又はコンピュータチップ内に含まれたアルゴリズムに基づくのがよい。
【０００８】 このアルゴリズムは、心地よい音の環境を作るために周囲の騒音の実時間変換
を行うように作用する。当該アルゴリズムは、周囲の騒音の構成成分を分析し、
心地よい音環境を作るために、元の騒音をマスクしたり、それに調和（和音）成
分を載せるような変換を実行する。
【０００９】 好適なアルゴリズムは、中心周波数を基本周波数（最低周波数）の倍数とした
帯域フィルタを連続させる方法で、音の中に和音を生成する処理を行う。該アル
ゴリズムは、所定のじゃまな又は望まない音の発生あるいは騒音の周波数検知を
可能とし、快い出力音を生成するためにフィルタ関数を調整できるのがよい。
【００１０】 特に好適な態様においては、アルゴリズムは、人の聴覚システム及び聴覚実験
心理学ハンドブックにおいて有効とされる適切な実験データに基づく。いくつか
の事例研究が、種々の音／騒音環境を有する異なる状態／場所で行われている。
デジタル録音を行えば、その音信号は種々の場所で再生される。該音信号は、音
響スペクトルで分析され、その結果が音楽及び自然音録音の一部の音響スペクト
ルと比較される。このようなデータの分析が、アルゴリズムに組込まれる設計基
準となる。当該アルゴリズムは、実時間で入ってくる騒音を分析することによっ
て音信号を調整し、種々の環境、動作又は美的好みにマッチするようにユーザに
よって調整可能な音出力を生成する。このアルゴリズムは、アップル社のマッキ
ントッシュ（商標）コンピュータで利用可能なプログラミング言語であるＭＡＸ
でプログラムすることができる。このアルゴリズムの一例が後述されている。
【００１１】 本発明の装置は、好ましくは、柔軟な遮蔽物の形態とした仕切り手段を有する
。ただし、このような手段もまた固体である。
【００１２】 このような遮蔽物は、好ましくは、出力手段を有する１以上の剛性部分あるい
は半剛性部分を有する。
【００１３】 この遮蔽物は、ポリウレタンやシリコンゴムのような柔軟な材料から製造され
た複数のモジュールから形成することができる。好ましくは、各モジュールは、
１〜２ｍｍの実質的に一定の厚さを有する。これらのモジュールは、互いに組み
付けて、異なる高さ及び一定の幅を有するスクリーン又は空間分離部を形成する
ことができる。基本的なモジュールのサイズは、通常幅が１２００ｍｍで高さが
４００〜４５０ｍｍである。
【００１４】 各モジュールは、好適には、内部にモールドで集積した、あるいは、遮蔽物上
にスクリーン印刷した導電経路を含む。
【００１５】 ２つの異なる基本的なモジュールを、スクリーンを形成するのに用いることが
できる。たとえば、導電経路を有する第１の遮蔽物モジュールは、オーディオ出
力手段を組込んだものであり、同じく導電経路を有する第２の遮蔽物モジュール
は、変圧器を介した電源をその導電経路を介して他の遮蔽物モジュールへ接続す
るものとすることができる。
【００１６】 好適な態様においては、そのような第２のモジュールは、入力信号をデジタル
信号処理して変換信号を生成し、これを１以上の出力デバイスへ出力するＤＳＰ
ユニットを含んでもよい。電力は、充電可能なリチウム電池又は変圧器を介した
主電源によって供給することができる。ＤＳＰユニットは、心地よい音環境の出
力をユーザが調整したりオン／オフしたりできるように、遮蔽物の赤外線受信が
可能なように構成することもできる。
【００１７】 遮蔽物は、２以上の異なる音響特性の材料からなるものでもよい。該材料は、
空気その他の物質で空にしたあるいは流体で満たした空間あるいは容積によって
分離することができる。少なくとも一つの面は、音反射器として作用するように
比較的固くしてもよい。固い材料の例としては、ガラス、鉄、炭素繊維エポキシ
樹脂やケブラー（Ｋｅｖｌａｒ；商標）エポキシ樹脂等の積層物があげられる。
これら固い材料は、発泡プラスチックや、ベルベット又は織ったケブラー（Ｋｅ
ｖｌａｒ；商標）のような織布の音吸収材と組合せることもできる。
【００１８】 特に有効な遮蔽物としては、アルミニウム製ハニカム・コアのサンドイッチ材
から構成され、ラテックス、ポリウレタン又はエラストマのゴム被膜を有する、
ある程度しなやかなモジュールがあげられる。
【００１９】 仕切り媒体は、視覚に訴えるために半透明がよい。ただし、不透明又は透明で
もよいことはもちろんである。
【００２０】 本発明によれば、さらに、導電性経路を柔軟材の中又は上に埋め込むステップ
を含み、該導電性経路が、音エネルギの受信手段と該音エネルギを信号変換する
手段とを接続し、スペクトル成分を変更するとともに必要に応じてオーディオ出
力手段への変換信号経路提供するようにした遮蔽物の製造方法が提供される。
【００２１】 本発明の電子式遮音システムは、騒音を騒がしいと感じない音に変換すること
によって心地よい音環境を提供する。仕切り手段は、受動及び能動要素を組み込
んだ高性能の織布として見ることができる。その受動要素は、騒音レベルを数デ
シベル下げる音吸収体として機能する。また能動要素は、残留騒音を心地よい音
に変換する。これは、電子システムを用いて元の音信号を録音して処理すること
によって達成できる。変換された音信号は、仕切り手段に接続されたスピーカを
通して再生することができる。
【００２２】 本発明は、極めて多面的な応用範囲を有する。たとえば、店舗、オフィス、病
院、学校等で能動騒音処理システムとして使用することができる。
【００２３】 複雑な式を解いて、（車内や耳の穴のような）良く調整された空間内で騒音を
キャンセルするシステムを構成する代わりに、出力を修正することによっていか
なる音環境においても機能する普遍的なシステムが提供される。
【００２４】 本発明の他の態様によれば、騒音を検知するために配置された少なくとも一つ
のマイクロフォンと、アンチノイズを生成するデジタル信号処理（ＤＳＰ）ユニ
ットと、該アンチノイズを出力するスピーカと、を備えた能動騒音キャンセルシ
ステムが提供される。
【００２５】 デジタル信号処理（ＤＳＰ）ユニットは、テキサスインスツルメンツ社から入
手することができる。その物理的サイズは、好適には１００〜１５０ｍｍほどで
ある。このようなユニットは、パラレルポートを用いるＰＣを介したデータ入力
のための回路構成を含んでもよい。大量の回路が必要な場合には、再プログラム
不可のＤＳＰチップを代わりに用い、パラレルポートを省略してもよい。
【００２６】 本発明は高性能であり、さらに、変換関数を修正して非実時間処理に対する補
正を行えるように、将来の騒音を（直前のノイズを録音することにより）予測す
ることができる。このような騒音キャンセルシステムを用いて騒音を遮蔽又は変
換する装置の機能の関係は明白である。両者は同じ構成要素からなるが、各々は
異なる手法で用いる。当該遮蔽装置は、入ってくる騒音をキャンセルしようとす
る代わりに、和音を構成する主成分として騒音を扱う。
【００２７】 好適には、本発明はノイズレベルを６〜１２デシベル低減する。
【００２８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を、添付図面を参照してさらに説明する。
【００２９】 まず図１〜図３について説明すると、遮蔽物１０の形態とる仕切り手段を備え
た騒音環境改善装置が図１に示されている。該装置は、遮蔽物１０から離して配
置したり、あるいは遮蔽物１０の表面に取り付けるか又はその中に一体成形でき
る多数のマイクロフォン１２を備えている。マイクロフォン１２はデジタルシグ
ナルプロセッサ（ＤＳＰ）１４に電気的に接続され、ＤＳＰ１４は、遮蔽物１０
とは分離させて配置したり、あるいは遮蔽物１０の表面に取り付けるか又はその
中に一体成形できる多数のスピーカ１６に接続されている。遮蔽物１０は、空気
のような音伝達媒体内で不連続領域を形成し、原理的に音吸収装置として機能す
る。
【００３０】 好ましくは、遮蔽物１０は、柔軟な物質、たとえば、透明なナイロン、単繊維
ポリエステル糸、成形合成ゴム又はポリウレタンシートを使用した半透明の柔ら
かな織布からなる。その他の適当な材料としては、ケブラー（Ｋｅｖｌａｒ；商
標）又は炭素繊維エポキシ樹脂からなる織布あるいは積層物があげられる。これ
らの材料は、すべて、良好な音吸収特性を有する。該材料は、美的満足感をもた
らす視覚的デザイン、情報又は色を織り込んだり、あるいは上から印刷すること
ができる。
【００３１】 マイクロフォン１２は、周囲環境から騒音を受信し、電気信号に変換してＤＳ
Ｐ１４へ供給する。このような騒音による音響スペクトログラム１７を図１に示
し、当該音響スペクトログラムの例を図２に示す。ＤＳＰ１４は、そのような電
気信号に対してスペクトル変換を行うためのアルゴリズムを用い、スピーカ１６
に対し、変換された電気信号の形の出力を生成する。このような変換電気信号に
よる音響スペクトログラム１９を図１に示し、当該音響スペクトログラムの例を
図３に示す。スピーカ１６から出る音は、好適には、好ましくない音及びノイズ
が取り除かれた又はマスクされた元の周囲騒音か、あるいは心地よい音質を生成
するために和音成分が加えられた元の周囲騒音相応の音響信号である。ただし、
スピーカから出る音を、元の騒音を相殺するためのアンチノイズとすることもま
た可能である。
【００３２】 次に、図４〜図１４を参照して、本発明の一実施形態を説明する。図４に示す
ように、この実施形態においては、マイクロフォン１２及びスピーカ１６がどち
らも遮蔽物１０に取り付けられている。本実施形態は、図１と関連して説明し、
図１と同じ部材は同じ符号で示す。
【００３３】 図５は、遮蔽物１０の全体を構成するか、あるいは、本例では遮蔽物１０の一
部を構成する、遮蔽物モジュール２０を示す。遮蔽物モジュール２０は、柔軟な
ゴム材からなり、それぞれモジュール２０の上端部２４からモジュール２０の下
端部２６まで延設されている複数の電気配線２２がその中に設けられている。配
線２２は、配線どうしが電気的に相互接続される接続点２８において、及び配線
どうしが電気的に絶縁された交差部３０において、それぞれ互いに交差している
。遮蔽物モジュールの上端部２４及び下端部２６において、配線２２は、隣接す
る遮蔽物モジュールの配線と電気的に接続することができるように、接続部３２
においてそれぞれ終端している。
【００３４】 配線２２に加えて、遮蔽物モジュール２０は、マイクロフォン１２と、パワー
アンプ３４及び励振器又は振動器３６の形態でスピーカ１６を有している。遮蔽
物モジュール２０の材料の固い部分の上に取付けられた励振器３６を図６及び図
７に示す。図示のように、該励振器は、コア４０及び励振コイル４２を含むカッ
プ状ハウジング３８からなる。ハウジング３８は、角度のついた弾性体ワッシャ
４６を介して固い環状リング４４の縁に接続され、該環状リング４４が遮蔽物モ
ジュール２０の固い部分の上に配置されている。コイル４２が励起されるとコア
４０が振動し、これにより遮蔽物モジュール２０の固い部分を可聴周波数で振動
させる。好ましくは、環状リング４４は、コア４０が振動したときに固い部分に
圧力をかけて可聴音域の波形を出させるように、遮蔽物モジュール２０の固い部
分の上に接着することができる。
【００３５】 以下は、合成ゴム材のモールディングによって遮蔽物モジュールを比較的安く
製造する製法の説明である。
【００３６】 ａ）回転モールディング： この場合、ポリウレタン（ＰＵ）ゴムが、回転しな
がらＰＵゴムに熱を加える回転ドラム内に注入される。この工程により、実質的
に一定の厚さであるが、ドラムのサイズによる制限で、ＰＵシートのサイズ内（
英国内で知られている最も大きいシートは、長さが２４００ｍｍで幅が９００ｍ
ｍである）のシートが生成される。
【００３７】 ｂ）シートモールディング： フラット金型を充填するのに必要な重さに近いＰ
Ｕゴムの塊を、加硫前に、半固体状態で金型の中心上にセットする。鉄製のツー
ルでＰＵゴムを押し出し、所定の出口から閉じた金型へＰＵゴムを注入する。熱
を加えてＰＵゴムをセットする。この工程の利点は、（回転モールディングプロ
セスにおいて、シートの一部のみを織り込むのとは対照的に）ＰＵシートの両面
を織り込むことができ、且つ押し出し成形特性を有することもできるということ
である。ただし、成形するシートのサイズが大きくなればなるほどツールのコス
トが高くなる不具合がある。
【００３８】 図８は、図５の遮蔽物モジュール２０を形成するための特別な金型４８を示す
。該金型４８は、モールドされる流体を受け入れる収容部５２を含む下方成形部
５０を備えている。収容部５２は、スペーサ５４によって囲繞されており、この
スペーサ５４に、配線２２を形成するため平坦に組んだ銅線網が支持され、長手
方向に伸びる２つのクランプ５６，５８によって保持されている。該銅線は、完
成した遮蔽物モジュール２０内に配線２２を形成するためだけでなく、ＰＵシー
トを補強し、成形シートの柔軟性を制限することなく、負荷がかかったときの伸
びを抑制するためにも機能する。金型４８は、成形時に第１の成形部５０上に降
ろされて該成形部５０を閉じるための上方成形部５８も備えている。
【００３９】 本実施形態においては、モールディングプロセスにおいて、透明な２つの成分
のポリウレタン（ＰＵ）ゴム合成物が用いられる。該合成物は、脱気された真空
チャンバを通して流体として混合され、その後、金型４８の下方部５０内に注入
され、均一な厚みを得るために、金型の全幅に及ぶアルミニウム製ストラップ（
図示せず）によって分散される。そして金型４８が閉じられてモールディングが
行われる。
【００４０】 上記シートを透明でなく半透明にするために、及び／又は所望の外観を形成す
るために、スパーク仕上げ又はサンドブラスト仕上げを金型内面に施すことがで
きる。遮蔽物モジュール２０の選択領域に異なる色をつけて美的デザインを創作
するために、必要に応じて、合成物に用いられるポリウレタンに着色することが
できる。モールディングプロセスで用いられる流体合成物も、安全性を高める難
燃剤を適用することができる。また、紫外線吸収剤も添加することができる。
【００４１】 遮蔽物モジュール２０に固い部分を形成して種々の電子部品を設けるための構
造領域を形成するために、多くの異なるアプローチが可能である。たとえば、成
形前又は成形中に、流体合成物の選択した領域に硬化剤を添加することができ、
又は、このような領域を硬化又は熱処理することができ、あるいは、モールディ
ング後に樹脂（レジン）を加えることができる。また別法として、ポリウレタン
合成物の導入前に、固いパネルを金型に加えることができ、あるいは、二重モー
ルディングプロセスによって、異なる硬さのポリウレタン合成物を一緒にモール
ドすることができる。遮蔽物に対するその他の可能性としては、導電性経路をス
クリーン印刷したポリエステル又はマイラー（Ｍｙｌａｒ；商標）からなる２以
上の層から形成し、その間に固いパネルを組み入れて積層する手法も考えられる
。
【００４２】 図９は、遮蔽物１０を形成するために互いに接続された複数の遮蔽物モジュー
ル２０を示す。隣接するモジュールは、図１０に示すように、各々の上方及び下
方縁部２４，２６に沿って接続部により互いに機械的に接続される。すなわち、
一つのモジュール２０の上方縁部２４に沿ってチャネル６０が形成され、隣接す
るモジュール２０の下方縁部２６に沿って形成されたリブ６２を受け入れること
で接続される。リブ６２は、組み立て時にチャネル６０内に差し込まれ、チャネ
ル６０の開口部側面に立設された一対のフランジ６４によって定位置に保持され
る。
【００４３】 各遮蔽モジュール２０の各配線２２は、接続部３２によって、隣接する遮蔽物
モジュール２０の各配線２２に電気的に相互接続されている。すべての配線２２
が接続されているわけではないが、遮蔽物１０の基部（端部）において、第１及
び第２の組の接続部６０，６４が設けられているようになっていることが図９に
示されている。第１の組の接続部６０は、マイクロフォン１２をマイクロフォン
のプリアンプ６２及びＤＳＰ１４に電気的に結合するために機能する。マイクロ
フォン１２は、変換及び出力音の質を決定することになる入力信号の質を決定し
、プリアンプの装備は、良質の信号を保障する。第２の組の接続部６４は、励振
器３６及びパワーアンプ３４をＤＳＰ１４に電気的に結合するために機能する。
電力源（図示せず）に接続された電源部６６、たとえばリチウム電池は、種々の
回路要素の全てに電力を供給する。
【００４４】 図１１は、遮蔽物１０のための電気的回路構成を詳細に示すものである。図１
１に示すように、各マイクロフォン１２は、一組のライン６８，７０の間にすべ
て並列に接続されている。ライン６８，７０は、入力された電気信号をマイクロ
フォン１２からＤＳＰ１４へ供給するために、マイクロフォンプリアンプ６２及
びＤＳＰ１４に接続されている。一組のライン７２，７４は、ＤＳＰ１４からの
出力信号をパワーアンプ３４及び励振器３６へ供給するために導く。上述のよう
な各パワーアンプ３４及び関連する励振器３６は、ライン７２，７４の間にすべ
て並列に接続されている。電源部６６から出ている別の組のライン７６，７８は
、電力をパワーアンプ３４に供給するために機能する。
【００４５】 ＤＳＰ１４は、マイクロフォン１２から供給された電気信号を、励振器３６を
駆動するための電気信号に変換するために機能する。このために、本例における
ＤＳＰ１４は、マッキントッシュ（商標）コンピュータで利用できるＯｐｃｏｄ
ｅ ＭＡＸ／ＭＳＰソフトウェアを用いてプログラムされたアルゴリズムを用い
る。ＤＳＰ１４は、一度に一つずつ活性化されるように配置された一連のデジタ
ルフィルタを含む。各デジタルフィルタは、多数の帯域フィルタからなり、一つ
の帯域フィルタは低中心周波数を有し、その他の帯域フィルタは、この基本周波
数の倍数の周波数を有する。各フィルタ関数のパラメータを調整するためにグラ
フィカルインターフェースが設けられ、入ってくる騒音信号に従ってフィルタ関
数を変更する決定を行うようにアルゴリズムがプログラムされている。
【００４６】 該アルゴリズムは、第一に、入力騒音信号のピークを変更するかしないかに従
って出力レベルを調整するように機能する。音が発生すると、これをマスクする
ように出力信号は増加する。この場合、脳に対して引き起こされるノイズ妨害の
効果を減少させるので、制御環境のための全音エネルギを増加させることが好ま
しい。誰かが話しているときに何かに集中するために、一定のハムのような不変
音を生成することによって、同じ効果が得られる。このようなアルゴリズムは、
第二には、入ってくる騒音信号の質に従ってフィルタリングを調整するように機
能する。この特徴は、ソフトウェアに組み込まれたパターン認識を含み、そして
ソフトウェアにより交通騒音から話を識別する機能が可能とされ、それに応じた
フィルタリング調整を行う。
【００４７】 次に、図１２〜図１４を参照して、上記アルゴリズムを詳細に説明する。
【００４８】 まず図１２について説明すると、各マイクロフォン１２で受信された騒音は、
Ａ／Ｄコンバータ（図示せず）内でデジタル電気信号に変換されて入力１００と
して供給される。該入力は、分析のために図１３に詳細を示す能動決定（Active
-decision）サブルーチン１０２へ通され、そしてこの入力のパラメータが、後
続過程のために抽出される。サブルーチン１０２の詳細はステップ１０４でディ
スプレイに表示される。サブルーチン１０２によって生成された信号は、周囲の
音環境を再現するための第１の連続過程Ｒを通過し、また音楽出力を生成するた
めの第２の連続過程Ｌを通過する。
【００４９】 まず、第１の連続過程Ｒを説明する。
【００５０】 ステップ１０６において、元のレベルに対する変換騒音の比率が決定されセッ
トされる。次いで入力信号１００は、ステップ１０８において５つのフィルタか
らなる２つのフィルタ群１，２に供給される。以下に説明するように、サブルー
チン１０２での基準に従って、各フィルタの峻度（Ｑ；ｑ−ｆａｃｔｏｒ）及び
利得が自動的に調整される。各フィルタ群の５つのフィルタの中心周波数Ｆ０〜
Ｆ５ は、互いに和音関係を有するようにアレンジされる。
【００５１】 ステップ１０８において２つのフィルタ群１，２から出力された信号は、ステ
ップ１１０において反響音及び反響周波数を付加する別のフィルタへ通され、こ
の信号がステップ１１２において、２つのフィルタ群１，２の出力に混合される
。
【００５２】 その結果生じる信号は、ステップ１１６においてユーザによって設定された所
定のレベルに従ってステップ１１４で制御された振幅を有する。そして、該信号
は、ステップ１１８において、ステップ１３２における出力のための高域フィル
タを通過する。
【００５３】 連続過程Ｌにおいて、入力１００からの信号は、元の騒音が出力信号中で聞こ
える状態とするかどうかを決定する制御ステップ１２０を通過する。聞こえなく
する場合、入力信号はステップ１２２において取り除かれる。聞こえるようにす
る場合は、入力信号はステップ１２４においてゲートを通過する。ステップ１２
０における決定は、ユーザによるマニュアル制御に影響され、元の騒音が聞こえ
るようにすることをユーザが指示した場合、ステップ１２６において制御レベル
が設定される。次いで、ステップ１２４においてゲートから出力された信号は、
ステップ１２８において、ステップ１２６で設定された所定量に従って、所望の
レベルに制御される。そして、その結果生じた信号は、ステップ１３２において
、出力のための他の高域フィルタを通過する。
【００５４】 ステップ１１８及びステップ１３０において得られた信号は、ステップ１３２
において結合され、励振器３６を駆動するアンプに供給するためにＤ／Ａコンバ
ータを通過する。
【００５５】 次に、図１３を参照して能動決定サブルーチン１０２を説明する。
【００５６】 まず、ステップ１００からの入力信号は、サブルーチン入力１４０に供給され
る。この入力は、ステップ１４２において分析され、２つのフィルタ群１，２に
おける各５つのフィルタに必要な振幅値を求めるための５つの帯域幅に分けられ
る。この分析の後、ステップ１４４において、２つのフィルタ群１，２の各５つ
のフィルタの利得を設定するために制御出力が供給される。該制御出力は、ステ
ップ１４６において、各フィルタ群１，２に峻度、Ｑを設定するための回路にも
供給される。
【００５７】 必要に応じて、さらなる制御を、図１４に示す損傷制御サブルーチン１４８を
介する制御出力で実行することができる。このサブルーチンは、以下に述べるよ
うに、ある環境において一方のフィルタ群から他のフィルタ群への変化を引き起
こす入力信号を監視する。
【００５８】 図１４について説明すると、ステップ１４２からの制御出力は損傷制御入力１
５０に供給され、入力騒音信号のピークを検出するために一連のステップ１５２
を通過する。このようなピークに応答して、損傷制御サブルーチンは、ステップ
１５４において、切替えコマンドを起動する。２つのフィルタ群間の変化は、ス
テップ１５６において実施され、現在選択されているフィルタ群の出力が、ステ
ップ１６０において、ステップ１８０の出力として供給される。起動コマンドの
タイミングは、ステップ１６２において監視され、急速すぎると思われる場合に
は、ステップ１６４において調整される。
【００５９】 次に、図１５〜図１７を参照して、本発明の第２の実施形態を説明する。この
第２の実施形態は、第１の実施形態の変形で、同様の部材は同じ参照符号で示さ
れている。従って、違いのみを説明する。
【００６０】 第２の実施形態においては、マイクロフォン１２はスピーカ１６同様に遮蔽物
１０上の一箇所に取り付けられている。ＤＳＰ１４、充電可能な電池とした電源
部６６及び／又はＡＣ／ＤＣ変換器も遮蔽物１０上に取り付けられている。
【００６１】 図１６は、第２の実施形態において使用され、マイクロフォン１２及びＤＳＰ
１４を有した遮蔽物モジュール２００を示す。また図１７に示すように、第２の
実施形態においては、遮蔽物モジュール２００が、マイクロフォン１２はない一
方、パワーアンプ３４及び励振器３６を有する一連の別の遮蔽物モジュール２０
２と共に用いられていることがわかる。
【００６２】 本発明の第３の実施形態を図１８に示す。ここでも同様の部材は同じ参照符号
で示し、第１の実施形態と関連する違いのみを説明する。
【００６３】 第３の実施形態においては、マイクロフォン１２及びＤＳＰ１４は、遮蔽物１
０から離間して設置され、スピーカ１６が遮蔽物１０上に取り付けられている。
この実施形態において各スピーカは、固いパネル２１０上に取り付けられた励振
器３６を具備し、該パネルは、遮蔽物１０のモールディング時に金型内に挿入さ
れ、あるいは二重モールディングプロセスを用いて遮蔽物の一部として形成され
る。
【００６４】 図２０に、固いパネル２１０の一つの可能な形態を示す。該パネルは、間に挟
まれたハニカムコアを有する第１及び第２の被覆体２１２，２１４からなる。ハ
ニカムコア２１６と２つの被覆体２１２，２１４との組み合せにより、実質的に
固い構造のパネル２１０が得られる。
【００６５】 最後に、遮蔽物モジュールを互いに接続するための、図１０に示す接続手段の
変更例を図２１に示す。この変更例によれば、各遮蔽物モジュール２０の上方縁
部２４及び下方縁部２６は、同等となるように、且つ遮蔽物モジュール２０の縁
部に向かって厚くなるくさび状部分２３０を有するように形成されている。各く
さび状部分２３０は、遮蔽物モジュール２０の主面と直角に配置された平面２３
２内で終端し、溝２３４がくさび状部分２３０の側面２３６内に設けられ、該溝
は平面２３２方向に伸びている。一対の収斂フランジ縁部２４０を用いて形成さ
れた細長い接続ストリップ２３８を、遮蔽物モジュールを互いに接合する隣接す
る遮蔽物モジュール２０の溝２３４内に差し込むことができる。
【００６６】 上述した実施形態においては、本発明の範囲を逸脱することなく、多数の別の
変更例が可能である。
【００６７】 特に、配線及び電気回路部品は、上述の他に、遮蔽物１０の表面上にスクリー
ン印刷したものであっても良い。とても柔軟で、低抵抗性で、スクリーン印刷可
能な媒体を実現できる導電性インクを商業的に利用できる。この実施形態は、該
インクが短時間、たとえば、５〜１５分間、８０〜１２０℃の範囲の高温で熱処
理される必要がある。
【００６８】 上述の励振器３６は、代替のスピーカ１６、たとえば、圧電スピーカ又は他の
小型平坦スピーカ装置によって置き換えることもできる。他の可能性としては、
スピーカとして機能する、柔軟な圧電スピーカ膜を遮蔽物１０の全面に対して用
いることができる。該スピーカ膜は、出力の質を高めるためにぴんと張る又は湾
曲させることができる。
【００６９】 上述の実施形態においては、スピーカ１６を取付けるために遮蔽物１０内に固
い部分が設けられている。しかし、遮蔽物材料が充分固い場合には、製造を容易
にするために、このような固い部分は省略することができる。別法として、固い
部分を設ける場合、それらは所望の範囲を選択して硬くしたものとすることがで
きる。
【００７０】 また、固い遮蔽物部分を設けるために提案された図２０に示すパネルについて
、このような構造はノイズレベルを低減する場合に特に有効であるので、それ自
体を代替的に遮蔽物モジュールとして、あるいは仕切り手段として用いることが
できる。
【００７１】 本発明の上述の実施形態によれば、マイクロフォン１２によって検出された周
囲の騒音は、特別な質の、リラックスさせる、鎮静する、あるいは音楽的な音と
置き換えられる。アンチノイズを出力することによって周囲の騒音を相殺する騒
音キャンセル装置として本発明を用いることも可能である。この場合、もちろん
アルゴリズムはそれに応じて変更される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の原理を説明する概略図。
【図２】 本発明による音響変換の前のトラフィックノイズの音響スペクトログラム。
【図３】 音響変換後に生成された音の音響スペクトログラム。
【図４】 本発明の第１の実施形態の概略図。
【図５】 図４の実施形態で使用される遮蔽物モジュールを示す図。
【図６】 図５の遮蔽物モジュール上に取り付けられる励振器又は振動器の平面図。
【図７】 図６の線Ａ−Ａに沿った断面図。
【図８】 図５の遮蔽物モジュールを形成するための金型の斜視図。
【図９】 遮蔽物を形成するため相互に接続された複数の図５の遮蔽物モジュールを示す
図。
【図１０】 各遮蔽物モジュールの縁部の機械的相互接続を示す斜視図。
【図１１】 本発明に用いられる電気回路を示すブロック回路図。
【図１２】 図１１の電気回路に用いられるアルゴリズムを示すフロー図。
【図１３】 図１１の電気回路に用いられるアルゴリズムを示すフロー図。
【図１４】 図１１の電気回路に用いられるアルゴリズムを示すフロー図。
【図１５】 本発明の第２の実施形態の概略図。
【図１６】 図１５の第２の実施形態に用いられる遮蔽物モジュールを示す図。
【図１７】 図１６の遮蔽物モジュールを含み、互いに接続された複数の遮蔽物モジュール
を示す図。
【図１８】 本発明の第３の実施形態の概略図。
【図１９】 図１８の第３の実施形態で用いられる遮蔽物モジュールを示す図。
【図２０】 図１９の遮蔽物モジュールに用いられるパネルの斜視図。
【図２１】 遮蔽物モジュールを互いに接合するための、図１０に示す機械的接続の変更例
を示す図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ， ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，Ｃ Ｎ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ， ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，Ｌ Ｃ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ， ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，Ｔ Ｊ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 キースリンゲル，ミカエル オーストリア 100 ウィーン ラントグ ートガッセ 25／17 Ｆターム(参考） 5D061 AA01 AA21 BB13 BB21 FF05

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 音響エネルギを受けてそれを電気信号に変換する手段と、該
    電気信号に対してスペクトル変換を行う手段と、該変換信号を音に変換する出力
    手段と、を備えたことを特徴とする電子式遮音システム。
  2. 【請求項２】 音伝達媒体中に不連続領域を生成する仕切り手段と、音響エ
    ネルギを受けてそれを電気信号に変換する手段と、該電気信号に対してスペクト
    ル変換を行う手段と、該変換信号を音に変換する出力手段と、を備えたことを特
    徴とする音環境改善用の装置。
  3. 【請求項３】 仕切り手段が遮蔽物からなる請求項２記載の装置。
  4. 【請求項４】 遮蔽物が半透明で、織布又はモールド材からなる請求項３記
    載の装置。
  5. 【請求項５】 遮蔽物が、比較的柔軟な部分と比較的非固い部分とからなる
    請求項３又は請求項４に記載の装置。
  6. 【請求項６】 出力手段が、遮蔽物の比較的固い部分上に取り付けられてい
    る請求項５記載の装置。
  7. 【請求項７】 仕切り手段が導電性経路を有する請求項２〜６のいずれか１
    項に記載の装置。
  8. 【請求項８】 導電性経路が、仕切り手段内に一体成形されているか、又は
    、仕切り手段表面に印刷された導電性インクによって画定されている請求項７記
    載の装置。
  9. 【請求項９】 音響エネルギを受ける手段が、仕切り手段上に取り付けられ
    ている請求項２〜７のいずれか１項に記載の装置。
  10. 【請求項１０】 仕切り手段が、異なる音響特性の少なくとも２つの材料か
    らなる請求項２〜８のいずれか１項に記載の装置。
  11. 【請求項１１】 異なる音響特性の材料が所定の間隔離してある請求項９記
    載の装置。
  12. 【請求項１２】 仕切り手段が、実質的に固いパネルである請求項２、７〜
    １１のいずれか１項に記載の装置。
  13. 【請求項１３】 スペクトル変換を行う手段が、アルゴリズムの制御で機能
    するマイクロプロセッサ又はデジタルシグナルプロセッサを有する請求項１〜１
    ３のいずれか１項に記載の装置。
  14. 【請求項１４】 スペクトル変換を行う手段が、電気信号をフィルタリング
    する連続フィルタと、音響エネルギの構成成分を分析し、それに応じてフィルタ
    を調整する手段と、を備える請求項１３記載の装置。
  15. 【請求項１５】 スペクトル変換を行う手段内で使用される少なくとも一つ
    のフィルタの変換関数を変更するために、直前の騒音から直後の騒音を予測し、
    これに従い非実時間処理を補正し、これにより、入力された騒音から和音を構成
    してオーディオサウンドとして出力されるように処理する手段をさらに備える請
    求項１３又は請求項１４記載の装置。
  16. 【請求項１６】 ノイズレベルが６〜１２デシベル低減される請求項１５記
    載の装置。
  17. 【請求項１７】 請求項１〜１４の装置に使用するための遮蔽物を製造する
    方法であって、電気信号のスペクトル構成を変更し、該変換信号のオーディオ出
    力手段への経路を提供するために、音響エネルギを受けて電気信号に変換する手
    段と該電気信号に対してスペクトル変換を行う手段とを接続する導電経路を、フ
    レキシブル材の中又は上に設けるステップを含むことを特徴とする方法。
  18. 【請求項１８】 騒音を検知するように配置された少なくとも一つのマイク
    ロフォンと、アンチノイズを生成するように配置されたデジタル信号処理装置と
    、該アンチノイズを出力する手段と、を備えた能動騒音キャンセルシステム。
  19. 【請求項１９】 音響媒体内に不連続領域を形成するように配置された仕切
    り手段を有する請求項１８記載のシステム。
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