JP3403427B2 - 騒音制御装置 - Google Patents

騒音制御装置

Info

Publication number
JP3403427B2
JP3403427B2 JP14282592A JP14282592A JP3403427B2 JP 3403427 B2 JP3403427 B2 JP 3403427B2 JP 14282592 A JP14282592 A JP 14282592A JP 14282592 A JP14282592 A JP 14282592A JP 3403427 B2 JP3403427 B2 JP 3403427B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sound
noise
sound pressure
pressure difference
noise control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP14282592A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH05333879A (ja
Inventor
和也 佐古
正明 永海
和広 崎山
正博 馬場崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Ten Ltd
Original Assignee
Denso Ten Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Ten Ltd filed Critical Denso Ten Ltd
Priority to JP14282592A priority Critical patent/JP3403427B2/ja
Publication of JPH05333879A publication Critical patent/JPH05333879A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3403427B2 publication Critical patent/JP3403427B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は騒音と逆相等音圧の補償
信号をスピーカから出力することにより騒音を消去する
ために騒音と補償信号との残留音である誤差信号を最小
にし、特に本発明では誤差信号を三次元的に検出し最適
な消去音を生成する騒音制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来内燃機関等から発生する騒音を低減
するためにはマフラ等の受動的な消音装置が使用されて
きたが、サイズ、消音特性等の観点から改善がなされて
いた。これに対し、音源から発生された騒音と逆位相・
等音圧の補償音をスピーカから出力し、騒音を相殺する
能動型の騒音制御装置が提案されている。ところで、こ
の能動型の騒音制御装置自体の周波数特性あるいは安定
等が十分でなく実用化が遅れていた。しかし、近年ディ
ジタル信号を処理する信号処理技術が発展し取り扱う周
波数範囲も拡大した結果、実用的な騒音制御装置が多数
提案さている(例えば特開昭63−311396号公
報)。
【0003】ところで、従来の騒音制御装置のディジタ
ル信号処理装置では、FIR(Finite Impulse Respons
e)型の適応型フィルタが使用されているが、この適応型
フィルタにおけるフィルタ係数の更新は、適応型フィル
タが形成する補償信号と騒音との残留音である誤差信号
が最小になるように、行われる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の騒
音制御装置のディジタル信号処理装置では、騒音及び補
償音の到来方向を考慮せずに制御していたので、空間で
の騒音効果にバラツキが生じ易いという問題があった。
したがって本発明は上記問題点に鑑み、騒音等の到来方
向を考慮して空間での騒音効果にバラツキが生じ難い騒
音制御装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は前記問題点を解
決するために、騒音と逆位相等音圧の補償音を形成し、
該補償音により騒音の残留音を最小にして騒音を消去す
る騒音制御装置に、複数の音圧差検出手段、複数の発音
体(スピーカ)及びディジタル信号処理装置を設ける。
【0006】前記複数の音圧差検出手段は、消音すべき
空間の複数軸に前記残留音の音圧差を検出する。前記複
数の発音体(スピーカ)は、前記複数軸に対応して前記
補償音を生成する。前記ディジタル信号処理装置は、前
記補償音を形成するための補償信号を形成する適応型フ
ィルタ及び前記残留音の音圧差から適応形フィルタの係
数を更新する係数更新手段を具備する。
【0007】前記音圧差検出手段は、前記複数軸上にそ
れぞれ対向した複数のマイクロフォンを備えてもよい。
前記音圧差検出手段は、任意の組合せにより音圧差を検
出する複数のマイクロフォンを具備し、この組合せに応
じて前記複数の発音体(スピーカ)の出力を調整して前
記音圧差の軸方向に前記補償音の方向を合致させてもよ
い。
【0008】前記音圧差検出手段は、消音すべき空間の
複数の直交軸に配置してもよい。
【0009】
【作用】本発明の騒音を消去する騒音制御装置によれ
ば、前記複数の音圧差検出手段によって、消音すべき空
間の複数軸に前記残留音の音圧差が検出される。前記複
数のスピーカによって前記複数軸に対応して前記補償音
が生成される。前記ディジタル信号処理装置の適応型フ
ィルタによって前記補償音を形成するための補償信号が
形成され、前記係数更新手段によって前記残留音の音圧
差から適応形フィルタの係数が更新される。したがって
騒音をベクトル量として取扱い、これを消去するための
音源もベクトル量として取り扱うため、残留音は騒音の
到来方向で最小になるように最適化される。このため騒
音効果のバラツキの低減化を図れる。
【0010】前記音圧差検出手段は、前記複数軸上にそ
れぞれ対向した複数のマイクロフォンを備え、任意の組
合せにより音圧差を検出する複数のマイクロフォンを備
えてもよく、この組合せに応じて前記複数の発音体(ス
ピーカ)の出力を調整して前記音圧差の軸方向に前記補
償音の方向を合致させてもよく、消音すべき空間の複数
の直交軸に配置してもよく、空間の任意の条件に対応で
きる。
【0011】
【実施例】以下本発明の実施例について図面を参照して
説明する。図1は本発明の第1の実施例に係る騒音制御
装置を示す図である。本図に示す騒音制御措置は、騒音
とこれを消去する補償音とによる残留音を空間的に三次
元的な音響インテンシティとして検出する複数のマイク
ロフォン1−1、1−2、1−3、1−4、1−5、1
−6と、該マイクロフォン1−1及び1−2、マイクロ
フォン1−3及び1−4並びにマイクロフォン1−5及
び1−6の差信号をそれぞれ検出し増幅する複数の差分
検出増幅手段2−1、2−2及び2−3と、該複数の差
分検出増幅手段2−1、2−2及び2−3からの増幅信
号の高周波成分をそれぞれ除去して折り返しを防止する
低域通過フィルタ3−1、3−2及び3−3と、該低域
通過フィルタ3−1、3−2及び3−3からの信号をデ
ィジタル信号に変換するために信号の振幅を一定の値に
それぞれ保持するサンプルホールド手段4−1、4−2
及び4−3と、該サンプルホールド手段4−1、4−2
及び4−3で一定値の保持されている間にアナログ値を
ディジタル値にそれぞれ変換するA/D変換器5−1、
5−2及び5−3(Analog to Digital Converter)と、
該A/D変換器5−1、5−2及び5−3からの誤差信
号と騒音の参照信号を入力して騒音を消去する補償音を
形成するディジタル信号処理装置(DSP)6と、ディ
ジタル信号処理装置6でA/D変換器5−1、5−2及
び5−3の出力信号から形成された補償信号をディジタ
ル信号からアナログ信号にそれぞれ変換するD/A変換
器7−1、7−2及び7−3(Digital to Analog Conve
rter) と、該D/A変換器7−1、7−2及び7−3で
形成されたアナログ信号をそれぞれ抜き出すサンプリン
グホールド8−1、8−2及び8−3と、該サンプリン
グホールド8−1、8−2及び8−3からのアナログ信
号に含まれる高周波成分を除去する低域通過フィルタ9
−1、9−2及び9−3と、該低域通過フィルタ9−
1、9−2及び9−3の出力信号をそれぞれ電力増幅す
る電力増幅器10−1、10−2及び10−3と、該電
力増幅器10−1、10−2及び10−3によってそれ
ぞれ駆動されて再生音を形成するスピーカ(発音体)1
1−1、11−2及び11−3と、前記サンプルホール
ド手段4−1、4−2及び4−3、A/D変換器5−
1、5−2及び5−3、ディジタル信号処理装置6、D
/A変換器7−1、7−2及び7−3、サンプリングホ
ールド8−1、8−2及び8−3のタイミングを制御す
るタイミング制御手段12とを含む。
【0012】図2は図1のディジタル信号処理装置の構
成を示す図である。本図に示すように、ディジタル信号
処理装置6は、前記参照信号を入力し補償音を形成し前
記D/A変換器7−1、7−2及び7−3にそれぞれ出
力するためにFIR(FiniteImpulse Response)で構成
される適応形フィルタ61、62及び63と、該適応形
フィルタ61、62及び63のフィルタ係数を、各前記
A/D変換器5−1、5−2及び5−3からの誤差信号
が最小になるように、それぞれ更新する係数更新64、
65及び66と、該係数更新64、65及び66でフィ
ルタ係数を形成するに際し正規化のために必要な参照信
号について、適応形フィルタ61、62及び63の出力
からスピーカ11−1、11−2及び11−3等を介し
て誤差信号として各係数更新64、65及び66に戻る
までの伝達特性Hd1、Hd2及びHd3を模擬して補正する
伝達特性模擬手段67、68及び68を含む。
【0013】図3は図1の複数のマイクロフォンと複数
のスピーカの配置を示す図である。本図に示すように、
例えば自動車等の室内にの閉空間100に、二つのマイ
クロフォン1−1及び1−2は空間のx方向に、二つの
マイクロフォン1−3及び1−4は空間y方向に、二つ
のマイクロフォン1−5及び1−6は空間z方向に対し
てそれぞれ音圧の差分としてΔpx 、Δpy ,Δpz を
検出するために配置される。スピーカ11−1、11−
2及び11−3が三次元的に空間x、y、z方向に向け
て配置され、騒音と合成されてその結果としての残留音
の音響インテンシティの空間のx、y、z成分が形成さ
れる。ここで空間x、y、zの残留音の音響インテンシ
ティの空間的変化をΔIx 、ΔIy 及びΔIz とする
と、下記式が成立する。
【0014】一般的に音響インテンシティIは、ある位
置における音響エネルギー流の大きさと方向を表し、つ
まり流れの直交面積を通過する単位時間のエネルギー
を、 I=P/4πr2 =p2 /ρc …(1) と表される。ここにPは音響パワー、rは音源からの距
離、pは音圧、ρは空気密度、cは音速である。したが
った音響インテンシティIは、音源から一定距離では空
間的に勾配がないが、音源からの到来方向には空間的に
勾配が生じる。
【0015】これを変形すると、 ΔI=2pΔp/ρc ∝Δp …(2) となり、残留音の音響インテンシティの空間的変化はΔ
Iは音圧の空間的変化に比例する。つまり、従来のよう
に、残留音の音圧が存在しても、空間的勾配がなけれ
ば、残留音としては係数更新64、65及び66へフィ
ートバックされない。したがって、 ΔIx ∝ΔpX …(3) ΔIy ∝Δpy …(4) ΔIz ∝Δpz …(5) となる。このΔIx 、ΔIy 、ΔIz が係数更新64、
65及び66にフィードバックされることになる。
【0016】図4は図3の一対のマイクロフォンの詳細
を示す図である。本図に示すように、一例として、空間
x方向にマイクロフォン1−1及び1−2が一定間隔を
保って対向して配置される。これらのマイクロフォン1
−1及び1−2により検出された信号が差分検出増幅手
段2−1により差から前記音圧Δpx が得られる。した
がって、騒音の到来方向に生じる音響エネルギー流をス
ピーカでこのエネルギー流を消去し、その残留エネルギ
ーを適応形フィルタで最小になるようにすることにな
る。換言すれば、騒音を単に大きさのみで取り扱うので
はなく、ベクトル量として取扱い、またこれを消去する
ための音源もベクトル量として最適な消去音が生成でき
るようにすることで、理想的な騒音低減が可能になる。
【0017】図5及び6は本発明の第2の実施例に係る
騒音制御措置を示す図である(その1、その2)。本図
に示すように、図1の実施例と異なるのは、構成を簡単
化するために、A/D変換器5、ディジタル信号処理装
置6、D/A変換器7を時分割的に使用することにあ
る。このため、サンプルホールド手段4−1、4−2及
び4−3とA/D変換器5の間にスイッチ手段20が設
けられ、さらにD/A変換器7とサンプリングホールド
8−1、8−2及び8−3との間にスイッチ手段21が
設けられ、このスイッチ手段20及び21の開閉がタイ
ミング制御段12によって制御される。
【0018】図7は図5及び6の第2の実施例のディジ
タル信号処理装置の構成を示す図である。本図に示すデ
ィジタル信号処理装置6は、一組の適応形フィルタ70
及び係数更新71と、前記伝達特性模擬手段67、68
及び68と、伝達特性模擬手段67、68及び68と係
数更新71の間にスイッチ手段23が設けられ、このス
イッチ手段23の開閉がタイミング制御段12によって
制御される。第2の実施例によって得られる騒音制御効
果は第1の実施例によるものと同様であるが構成が簡単
化されているという効果が得られる。
【0019】図8は本発明の第3の実施例に係る騒音制
御措置を示す図である。本図に示すように、閉空間は自
動車の車室100として、該車室内100内に三つのマ
イクロフォン1−7、1−8及び1−9を設け、車の進
行方向、幅方向、高さ方向の空気の流れが測定できるよ
うに、配置する。音圧p、その空間的変化Δpは、下記
式で表されて、空気の流れの関数になるからである。
【0020】p=vρc…(6) Δp=Δvρc…(7) 騒音制御装置の電子回路の差分検出増幅手段2−1には
マイクロフォン1−7及び1−8の信号が入力し、差分
検出増幅手段2−2にはマイクロフォン1−7及び1−
9の信号が入力し、差分検出増幅手段2−3にはマイク
ロフォン1−8及び1−9の信号が入力する。スピーカ
11−1はフロント位置に設置され、スピーカ11−2
及び11−3はリア位置に設置される。これらのスピー
カ11−1、11−2及び11−3は完全に向きが直角
になっていないがこれらの出力を調整して(出力の調整
回路は図示しない)合成して得られた出力による空気の
流れが車の進行方向、幅方向、高さ方向の空気の流れに
なるようにする。
【0021】したがって必ずしも空間的に三軸方向に完
全に複数のマイクロフォン、複数のスピーカが配置でき
なくても本発明による騒音制御効果が得られる。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、消
音すべき空間の複数軸に残留音の音圧差が検出され、複
数軸に対応して前記補償音が生成されて、騒音をベクト
ル量として取扱い、これを消去するための音源もベクト
ル量として取り扱うため、残留音は騒音の到来方向で最
小になるように最適化され、騒音効果のバラツキは低減
される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例に係る騒音制御装置を示
す図である。
【図2】図1のディジタル信号処理装置の構成を示す図
である。
【図3】図1の複数のマイクロフォンと複数のスピーカ
の配置を示す図である。
【図4】図3の一対のマイクロフォンの詳細を示す図で
ある。
【図5】本発明の第2の実施例に係る騒音制御措置を示
す図である(その1)。
【図6】本発明の第2の実施例に係る騒音制御措置を示
す図である(その2)。
【図7】図5及び6の第2の実施例のディジタル信号処
理装置の構成を示す図である。
【図8】本発明の第3の実施例に係る騒音制御措置を示
す図である。
【符号の説明】
1−1、1−2、1−3、1−4、1−5、1−6、1
−7、1−8及び1−9…マイクロフォン 2−1、2−2及び2−3…差分検出増幅手段 6ディジタル信号処理装置 11−1、11−2及び11−3…スピーカ 100…閉空間
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 馬場崎 正博 兵庫県神戸市兵庫区御所通1丁目2番28 号 富士通テン株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−27297(JP,A) 特開 平4−27296(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01K 11/178 F01N 1/00 H03H 21/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 騒音と逆位相等音圧の補償音を形成し、
    該補償音により騒音の残留音を最小にして騒音を消去す
    る騒音制御装置において、 消音すべき空間の複数軸に前記残留音の音圧差を検出す
    る複数の音圧差検出手段(1、2)と、 前記複数軸に対応して前記補償音を生成する複数の発音
    体(11)と、 前記補償音を形成するための補償信号を形成する適応型
    フィルタ及び前記残留音の音圧差から適応形フィルタの
    係数を更新する係数更新手段を具備するディジタル信号
    処理装置(6)を備えることを特徴とする騒音制御措
    置。
  2. 【請求項2】 前記音圧差検出手段(1、2)は、前記
    複数軸上にそれぞれ対向した複数のマイクロフォン
    (1)を備える請求項1記載の騒音制御措置。
  3. 【請求項3】 前記音圧差検出手段(1、2)は、任意
    の組合せにより音圧差を検出する複数のマイクロフォン
    (1)を具備し、この組合せに応じて前記複数の発音体
    (11)の出力を調整して前記音圧差の軸方向に前記補
    償音の方向を合致させる請求項1記載の騒音制御措置。
  4. 【請求項4】 前記音圧差検出手段(1、2)は、消音
    すべき空間の複数の直交軸に配置される請求項1記載の
    騒音制御措置。
JP14282592A 1992-06-03 1992-06-03 騒音制御装置 Expired - Fee Related JP3403427B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14282592A JP3403427B2 (ja) 1992-06-03 1992-06-03 騒音制御装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14282592A JP3403427B2 (ja) 1992-06-03 1992-06-03 騒音制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05333879A JPH05333879A (ja) 1993-12-17
JP3403427B2 true JP3403427B2 (ja) 2003-05-06

Family

ID=15324501

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP14282592A Expired - Fee Related JP3403427B2 (ja) 1992-06-03 1992-06-03 騒音制御装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3403427B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4827300B2 (ja) * 2001-01-30 2011-11-30 陽一 鈴木 音場制御システム
KR101445075B1 (ko) * 2007-12-18 2014-09-29 삼성전자주식회사 어레이 스피커를 통한 음장 제어 방법 및 장치

Also Published As

Publication number Publication date
JPH05333879A (ja) 1993-12-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4077383B2 (ja) 能動型振動騒音制御装置
JP3471370B2 (ja) 能動振動制御装置
EP0581565B1 (en) Active acoustic attenuation system with power limiting
JPH0756583A (ja) 能動雑音消去装置
JPH0728474A (ja) 騒音キャンセル方式
EP0817166B1 (en) Noise control device
JP3403427B2 (ja) 騒音制御装置
JP3372572B2 (ja) 車輌用能動振動騒音制御装置
JP4977551B2 (ja) 能動型騒音制御装置
US5822439A (en) Noise control device
JP3489137B2 (ja) 能動型騒音制御装置
EP0598120B1 (en) Noise control apparatus
JP3444611B2 (ja) 騒音制御装置
JP3417022B2 (ja) 能動型騒音制御装置及び能動型振動制御装置
JPH07210179A (ja) 能動消音装置
JP2501715B2 (ja) 騒音制御装置
JPH06314097A (ja) 能動型騒音制御装置
JPH05313672A (ja) 騒音制御装置
JP2996770B2 (ja) 適応制御装置および適応形能動消音装置
JP3275449B2 (ja) 能動型騒音制御装置及び能動型振動制御装置
JP3410489B2 (ja) 能動型騒音低減装置
JP3503155B2 (ja) 能動型騒音制御装置及び能動型振動制御装置
JP2535476B2 (ja) 騒音制御装置
JPH08179782A (ja) 能動的消音装置
JPH07114392A (ja) 能動型騒音制御装置及び能動型振動制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20030121

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080229

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090228

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090228

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100228

Year of fee payment: 7

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees