JP6815165B2 - Active noise control system - Google Patents
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Description
本発明は、制御音を発することにより制御点でのノイズを低減するアクティブノイズコントロールシステムに関する。 The present invention relates to an active noise control system that reduces noise at a control point by emitting a control sound.
従来、ノイズを低減するアクティブノイズコントロールシステムについては種々の構造のものが提案されている(例えば、非特許文献1及び特許文献1参照)。 Conventionally, as an active noise control system for reducing noise, those having various structures have been proposed (see, for example, Non-Patent Document 1 and Patent Document 1).
図4は、アクティブノイズコントロールシステムの従来構成の一例を示すブロック図であり、図中の符号102は、ノイズ源J1の近傍に配置されてそのノイズを検出する第1マイクを示し、符号103は、ノイズを低減したい任意の箇所(制御点)での音を検出する第2マイクを示し、符号105は、前記第1マイク102が検出したノイズと逆位相となる音をスピーカ104から発するためのスピーカ駆動信号を該第1マイク102及び前記第2マイク103からの検出信号に基づいて生成する制御ユニットを示し、符号107は、該スピーカ駆動信号を増幅するアンプを示している。
FIG. 4 is a block diagram showing an example of a conventional configuration of an active noise control system.
また、図5は、アクティブノイズコントロールシステムの従来構成の他の例を示すブロック図であり、図中の符号202は、建物の室内のノイズ源J2の近傍に配置されてそのノイズを検出する第1マイクを示し、符号203は、窓開口206の室内側に配置されて音を検出する第2マイクを示し、符号205は、前記第1マイク202が検出したノイズと逆位相となる音をスピーカ204から発するためのスピーカ駆動信号を該第1マイク202及び前記第2マイク203からの検出信号に基づいて生成する制御ユニットを示し、符号207は、該スピーカ駆動信号を増幅するアンプを示している。
Further, FIG. 5 is a block diagram showing another example of the conventional configuration of the active noise control system, in which
ところで、建物の外部の騒音(例えば、車や列車の走行音など)を該建物の内部にて効果的に低減したい場合もあるが、適切な構造のものは提案されていなかった。 By the way, there are cases where it is desired to effectively reduce noise outside the building (for example, running noise of a car or train) inside the building, but a noise having an appropriate structure has not been proposed.
本発明は、上述の問題を解消することのできるアクティブノイズコントロールシステムを提供することを目的とするものである。 An object of the present invention is to provide an active noise control system capable of solving the above-mentioned problems.
本発明の第1の観点は、図1(a)に例示するものであって、制御音を発することにより制御点(CP1,CP2)でのノイズを低減するアクティブノイズコントロールシステム(1)において、
建物(B)の外部(Bo)に配置されて該建物(B)の外部(Bo)のノイズを検出する外部マイク(2)と、
該建物(B)の内部(Bi)の制御点(CP1,CP2)に配置されて該制御点(CP1,CP2)での音を検出する内部マイクユニット(3)と、
該建物(B)の窓開口(6)に沿って制御音を発するように該窓開口(6)の室外側(6o)であって該窓開口(6)の縁部近傍に配置されたスピーカユニット(4)と、
前記外部マイク(2)が検出したノイズと逆位相となる音を前記スピーカユニット(4)から発するためのスピーカ駆動信号(S5)を該外部マイク(2)からの検出信号(S2)に基づいて生成すると共に、前記制御点(CP1,CP2)でのノイズが低減されるように前記内部マイクユニット(3)からの検出信号(S3)に基づいて前記スピーカ駆動信号(S5)を最適化する信号処理ユニット(5)と、
を備え、
該信号処理ユニット(5)からのスピーカ駆動信号(S5)によって前記スピーカユニット(4)から制御音を発することにより前記制御点(CP1,CP2)でのノイズを低減するように構成されたことを特徴とする。
The first aspect of the present invention is illustrated in FIG. 1A, in an active noise control system (1) that reduces noise at control points (CP1, CP2) by emitting a control sound.
An external microphone (2) that is placed outside the building (B) and detects noise outside the building (B),
An internal microphone unit (3) arranged at control points (CP1, CP2) inside the building (B) and detecting sound at the control points (CP1, CP2), and
A speaker arranged on the outdoor side (6o) of the window opening (6) and near the edge of the window opening (6) so as to emit a control sound along the window opening (6) of the building (B). Unit (4) and
The speaker drive signal (S5) for emitting a sound having a phase opposite to the noise detected by the external microphone (2) from the speaker unit (4) is based on the detection signal (S2) from the external microphone (2). A signal that is generated and optimizes the speaker drive signal (S5) based on the detection signal (S3) from the internal microphone unit (3) so that noise at the control points (CP1 and CP2) is reduced. Processing unit (5) and
With
The speaker drive signal (S5) from the signal processing unit (5) is configured to reduce noise at the control points (CP1 and CP2) by emitting a control sound from the speaker unit (4). It is a feature.
本発明の第2の観点は、前記スピーカユニット(4)が、前記窓開口(6)の室外側(6o)であって該窓開口(6)の上縁(6A)近傍及び/又は下縁(6B)近傍に配置されてなることを特徴とする。 A second aspect of the present invention is that the speaker unit (4) is the outdoor side (6o) of the window opening (6) and is near the upper edge (6A) and / or the lower edge of the window opening (6). (6B) It is characterized in that it is arranged in the vicinity.
本発明の第3の観点は、図1(a)(b)及び図2(b)に例示するものであって、前記スピーカユニット(4)が、前記窓開口(6)の室外側(6o)であって該窓開口(6)の上縁(6A)近傍に配置されてなる第1上側スピーカ(4A)と、該上縁(6A)に沿うように該第1上側スピーカ(4A)に並設されてなる第2上側スピーカ(4B)と、を少なくとも有し、
前記内部マイクユニット(3)は、第1内部マイク(3A)と第2内部マイク(3B)とを少なくとも有することを特徴とする。
The third aspect of the present invention is illustrated in FIGS. 1 (a) and 2 (b), wherein the speaker unit (4) is the outdoor side (6o) of the window opening (6). ) To the first upper speaker (4A) arranged near the upper edge (6A) of the window opening (6) and to the first upper speaker (4A) along the upper edge (6A). It has at least a second upper speaker (4B) arranged side by side,
The internal microphone unit (3) is characterized by having at least a first internal microphone (3A) and a second internal microphone (3B).
本発明の第4の観点は、図1(a)(b)に例示するものであって、前記窓開口(6)の室外側(6o)であって該窓開口(6)の下縁(6B)近傍にて前記第1上側スピーカ(4A)に対向するように配置されてなる第1下側スピーカ(4C)と、該下縁(6B)に沿うように該第1下側スピーカ(4C)に並設されると共に前記第2上側スピーカ(4B)に対向するように配置されてなる第2下側スピーカ(4D)と、を有することを特徴とする。 The fourth aspect of the present invention is illustrated in FIGS. 1A and 1B, which is the outdoor side (6o) of the window opening (6) and the lower edge of the window opening (6). 6B) A first lower speaker (4C) arranged so as to face the first upper speaker (4A) in the vicinity, and the first lower speaker (4C) along the lower edge (6B). ), And a second lower speaker (4D) arranged so as to face the second upper speaker (4B).
本発明の第5の観点は、前記窓開口(6)の下縁(6B)近傍であって前記第1上側スピーカ(4A)及び前記第2上側スピーカ(4B)に対向する位置にはコンクリート面(F)が形成されてなることを特徴とする。 A fifth aspect of the present invention is a concrete surface near the lower edge (6B) of the window opening (6) and facing the first upper speaker (4A) and the second upper speaker (4B). It is characterized in that (F) is formed.
本発明の第6の観点は、前記スピーカユニット(4)がラインアレイスピーカを有することを特徴とする。 A sixth aspect of the present invention is characterized in that the speaker unit (4) has a line array speaker.
なお、括弧内の番号などは、図面における対応する要素を示す便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の記載に限定拘束されるものではない。 It should be noted that the numbers in parentheses and the like are for convenience to indicate the corresponding elements in the drawings, and therefore, this description is not limited to the description on the drawings.
上記した第1乃至6の観点によれば、前記建物の外部のノイズであって窓開口から前記制御点まで侵入してくるノイズを低減することができる。 According to the first to sixth viewpoints described above, it is possible to reduce noise outside the building that invades from the window opening to the control point.
上記した第3の観点によれば、マイクが1つの場合に比べてノイズ低減できる空間領域を広げることができる。 According to the third aspect described above, it is possible to expand the spatial area where noise can be reduced as compared with the case where there is only one microphone.
以下、図1乃至図3に沿って、本発明の実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
本発明に係るアクティブノイズコントロールシステムは、制御点(つまり、ノイズを低減したい任意の点)の近傍にて制御音を発することにより該制御点でのノイズを低減するように構成されたものである。 The active noise control system according to the present invention is configured to reduce noise at a control point by emitting a control sound in the vicinity of the control point (that is, any point at which noise is desired to be reduced). ..
本発明に係るアクティブノイズコントロールシステムは、図1(a)に符号1で例示するものであって、
・ 建物Bの外部Boに配置されて該建物Bの外部Boのノイズを検出する外部マイク(センサマイク)2と、
・ 該建物Bの内部Biの制御点CP1,CP2に配置されて該制御点CP1,CP2での音(ノイズ)を検出する内部マイクを少なくとも1つ有する内部マイクユニット(制御点マイク)3と、
・ スピーカユニット(制御用スピーカユニット)4と、
・ 該スピーカユニット4から制御音を発するためのスピーカ駆動信号S5を生成する信号処理ユニット(制御ユニット)5と、
を備えている。
The active noise control system according to the present invention is illustrated by reference numeral 1 in FIG. 1 (a).
-An external microphone (sensor microphone) 2 that is placed on the outside Bo of the building B and detects the noise of the outside Bo of the building B,
An internal microphone unit (control point microphone) 3 arranged at control points CP1 and CP2 of the internal Bi of the building B and having at least one internal microphone for detecting sound (noise) at the control points CP1 and CP2.
・ Speaker unit (control speaker unit) 4 and
A signal processing unit (control unit) 5 that generates a speaker drive signal S5 for emitting a control sound from the
Is equipped with.
また、上述した信号処理ユニット5は、前記外部マイク2が検出したノイズと逆位相となる音を前記スピーカユニット4から発するためのスピーカ駆動信号S5を該外部マイク2からの検出信号S2に基づいて生成するように構成されている。さらに、該信号処理ユニット5は、前記制御点CP1,CP2でのノイズが低減されるように(好ましくは、該制御点CP1,CP2の近傍でのノイズが最小化されるように)前記内部マイクユニット3からの検出信号S3に基づいて前記スピーカ駆動信号S5を最適化するように構成されている。該信号処理ユニット5からのスピーカ駆動信号(つまり、上述のように最適化された駆動信号)S5はアンプ7によって増幅されて前記スピーカユニット4を駆動し、その結果、該スピーカ駆動信号S5によって該スピーカユニット4は制御音を発し、前記制御点CP1,CP2でのノイズが低減されることとなる。
Further, the
ところで、上述したスピーカユニット4は、前記窓開口6の室外側6oであって該窓開口6の縁部6A,6B近傍に配置されている。具体的には、該スピーカユニットは、図2(a)に符号4E,4F,4G,4Hで例示するように、該窓開口6の側縁部に沿って配置するようにしても良いが、前記窓開口6の室外側6oであって該窓開口6の上縁6A近傍及び/又は下縁6B近傍に配置すると良い。つまり、
・ 前記窓開口6の室外側6oであって該窓開口6の上縁6A近傍に第1上側スピーカ4Aを配置すると共に、該上縁6Aに沿うように該第1上側スピーカ4Aに第2上側スピーカ4Bを並設したり、
・ 図2(c)に符号4C,4Dで例示するように、前記窓開口6の下縁6B近傍に配置するようにしたり、
・ 図1(b)に符号4A,4B,4C,4Dで例示するように、前記窓開口6の上縁6A近傍と下縁6B近傍の両方に配置するようにしたり、
すると良い。図2(b)に例示するように第1上側スピーカ4Aと第2上側スピーカ4Bとを設ける場合には、前記窓開口6の下縁6B近傍であって前記第1上側スピーカ4A及び前記第2上側スピーカ4Bに対向する位置にはコンクリート面Fを形成すると良い。また、該窓開口6の上縁6A近傍と下縁6B近傍の両方にスピーカユニットを配置する場合には、該スピーカユニットが、図1(b)に例示するように、
・ 前記窓開口6の室外側6oであって該窓開口6の上縁6A近傍に配置されてなる第1上側スピーカ4Aと、
・ 該上縁6Aに沿うように該第1上側スピーカ4Aに並設されてなる第2上側スピーカ4Bと、
・ 該窓開口6の室外側6oであって該窓開口6の下縁6B近傍にて前記第1上側スピーカ4Aに対向するように配置されてなる第1下側スピーカ4Cと、
・ 該下縁6Bに沿うように該第1下側スピーカ4Cに並設されると共に前記第2上側スピーカ4Bに対向するように配置されてなる第2下側スピーカ4Dと、
を少なくとも有するようにすると良い。
By the way, the
The first
-As illustrated by
As illustrated by
Then it is good. When the first
A first
A second
The first
A second
It is good to have at least.
上述したスピーカユニットは、前記窓開口6に向けて制御音を発したり、該窓開口6から遠ざかる方向に制御音を発したりするのではなく、該窓開口6に沿って制御音を発するように配置されている。なお、該窓開口6に沿って制御音が発せられるようにするため、該スピーカユニット4には指向性に優れたスピーカを用いる方が良く、具体的にはラインアレイスピーカを用いると良い。
The speaker unit described above does not emit a control sound toward the
ところで、上述した内部マイクユニット3は、持ち運べるようなスタンド型にしておいて、前記建物Bの内部で自由に移動できるようにしておくと良い。例えば、居間のソファーで読書をするような場合には、該内部マイクユニット3をそのソファーの近く(例えば、ソファーの前のテーブルの上など)に置けば良い。該内部マイクユニット3は、前記信号処理ユニット5とはコードで接続するようにしても良いが、ワイヤレス接続にしても良い。また、この内部マイクユニット3には無指向性のマイクを使用すると良い。さらに、該内部マイクユニット3は、第1内部マイク3Aと第2内部マイク3Bとを少なくとも2つ有するようにしても良く、その場合には、それらの2つのマイクを一体的に移動できるようにしても、或いは別々で移動できるようにしても、どちらでも良い。
By the way, it is preferable that the above-mentioned
また、図1(a)に示す例では外部マイク2はベランダの手摺の上に配置しているが、もちろんこれに限られるものではなく、他の位置に配置するようにしても良い。
Further, in the example shown in FIG. 1A, the
本発明によれば、前記建物Bの外部Boのノイズであって窓開口6から前記制御点CP1,CP2まで侵入してくるノイズを低減することができる。図3は、本発明の効果を説明するためのグラフであり、図中の破線は、ある住戸内でアクティブノイズコントロールをしなかったときの音圧レベルの測定結果を示し、図中の実線は、その住戸内でアクティブノイズコントロールをしたときの音圧レベルの測定結果を示している。この実験によれば、100〜250Hzの周波数の音域においてノイズが10dB程度低減されていることが分かる。なお、この実験においては、上述した2つのマイク(第1内部マイク3Aと第2内部マイク3B)と、図1(b)に示した4つのスピーカ4A,4B,4C,4Dを用いた。
According to the present invention, it is possible to reduce the noise of the external Bo of the building B that invades from the
また、上述したように内部マイクユニット3を2つのマイク(第1内部マイク3Aと第2内部マイク3B)で構成した場合には、マイクが1つの場合に比べてノイズ低減できる空間領域を広げることができる。本発明者らが実験により確認したところ、半径1〜2mの空間領域でノイズ低減できることが分かった。
Further, when the
なお、300Hzよりも高周波のノイズを本発明のシステムで低減することは困難であるので、そのような高周波のノイズは二重サッシ等の公知の手段により低減すれば良い。 Since it is difficult to reduce noise having a frequency higher than 300 Hz by the system of the present invention, such noise having a high frequency may be reduced by a known means such as a double sash.
1 アクティブノイズコントロールシステム
2 外部マイク
3 内部マイクユニット
3A 第1内部マイク
3B 第2内部マイク
4 スピーカユニット
4A 第1上側スピーカ
4B 第2上側スピーカ
4C 第1下側スピーカ
4D 第2下側スピーカ
5 信号処理ユニット
6 窓開口
6A 窓開口の上縁
6B 窓開口の下縁
6o 室外側
B 建物
Bi 建物の内部
Bo 建物の外部
CP1,CP2 制御点
S5 スピーカ駆動信号
1 Active
Claims (4)
建物の外部に配置されて該建物の外部のノイズを検出する外部マイクと、
該建物の内部の制御点に配置されて該制御点での音を検出する内部マイクユニットと、
該建物の窓開口に沿って制御音を発するように、該窓開口の室外側であって、該室外に配置された天井梁と窓開口の上縁との間に挟まれる形で、かつ上部スラブに接する形で配置された、上側スピーカを有するスピーカユニットと、
前記外部マイクが検出したノイズと逆位相となる音を前記スピーカユニットから発するためのスピーカ駆動信号を該外部マイクからの検出信号に基づいて生成すると共に、前記制御点でのノイズが低減されるように前記内部マイクユニットからの検出信号に基づいて前記スピーカ駆動信号を最適化する信号処理ユニットと、
を備え、
前記スピーカユニットは、ラインアレイスピーカであり、
該信号処理ユニットからのスピーカ駆動信号によって前記スピーカユニットから窓開口に沿って前記室外側で制御音を発することにより前記制御点でのノイズを低減するように構成された、
ことを特徴とするアクティブノイズコントロールシステム。 In an active noise control system that reduces noise at control points by emitting a control sound
An external microphone that is placed outside the building and detects noise outside the building,
An internal microphone unit that is placed at a control point inside the building and detects sound at the control point,
To emit該建product control sound along the window opening of a outdoor side of the window opening, in the form sandwiched between the upper edge of the arrangement ceiling beams and windows open to the outside the chamber, and an upper A speaker unit having an upper speaker, which is arranged in contact with the slab,
A speaker drive signal for emitting a sound having a phase opposite to the noise detected by the external microphone from the speaker unit is generated based on the detection signal from the external microphone, and the noise at the control point is reduced. A signal processing unit that optimizes the speaker drive signal based on the detection signal from the internal microphone unit, and
With
The speaker unit is a line array speaker.
The speaker drive signal from the signal processing unit is configured to reduce noise at the control point by emitting a control sound from the speaker unit along the window opening on the outdoor side.
An active noise control system that features.
ことを特徴とする請求項1に記載のアクティブノイズコントロールシステム。 The internal microphone unit has at least a first internal microphone and a second internal microphone.
The active noise control system according to claim 1 .
ことを特徴とする請求項1に記載のアクティブノイズコントロールシステム。 The speaker unit has a lower speaker which is located on the outdoor side of the window opening and is arranged so as to face the upper speaker in the vicinity of the lower edge of the window opening .
The active noise control system according to claim 1 .
ことを特徴とする請求項3に記載のアクティブノイズコントロールシステム。 A concrete surface is formed near the lower edge of the window opening and faces the upper speaker , and the lower speaker is arranged on the concrete surface.
The active noise control system according to claim 3 .
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