JPH048099A

JPH048099A - アクティブ・ノイズ・キャンセラー

Info

Publication number: JPH048099A
Application number: JP2113949A
Authority: JP
Inventors: Yukio Nakanishi; 中西　之男; Takafumi Saeki; 尚文佐伯; Yuichi Ikeda; 裕一池田; Hidekazu Asakura; 朝倉　英一
Original assignee: Calsonic Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 1990-04-26
Filing date: 1990-04-26
Publication date: 1992-01-13

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、外部騒音を積極的にキャンセルする機能を有
するアクティブ・ノイズ・キャンセラーに関し、特に、
周期的な騒音を出す騒音源の近くで使用するものに関す
る。

（従来の技術）従来、アクティブ・ノイズ・キャンセラーとして、例え
ば、米国特許第４４５５６７５号に記載されているよう
なものが知られている。このアクティブ・ノイズ・キャ
ンセラーは、モニタ用マイクロホンからの入力音とは逆
位相のキャンセル音を消音スピーカから出力し、外部騒
音とキャンセル音との打ち消し作用により外部騒音を消
音するものである。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、このような従来のアクティブ・ノイズ・
キャンセラーは、モニタ用マイクロホンで入力する音を
全て消去するようにしているが、実際には、世の中には
様々な音が存在しているから、どのような音も全て消音
するといったことは困難である。

また、例えば、会話音や警報音等の音は聴こえるように
しながら、特定の周波数域の騒音は消去するといった使
用はできなかった。

本発明は、上述のような問題に着目してなされたもので
、特定周波数域の音を消去することができるアクティブ
・ノイズ・キャンセラーの開発を目的とする。

（課題を解決するだめの手段）本発明のアクティブ・ノイズ・キャンセラーでは、騒音
キャンセル回路に複数のフィルタ回路を設けて、モニタ
用マイクロホンからの入力信号のうちで特定周波数の信
号を通過させるようにして上記課題を解決するようにし
た。

即ち、本発明のアクティブ・ノイズ・キャンセラーでは
、消音対象空間へ所定のキャンセル音を放射させる消音
スピーカと、外来音を入力するモニタ用マイクロホンと
、前記消音スピーカに、消音対象音とは逆位相のキャン
セル音を放射させるキャンセル音発生信号を出力する騒
音キャンセル回路と、前記騒音キャンセル回路に設けら
れ、それぞれ異なる周波数域の信号を通過させる複数の
フィルタ回路と、各フィルタ回路のうちで信号通過作動
を行う回路を切り換える切換手段とを設けた。

（作　用）消音対象音を含む外来音が、モニタ用マイクロホンから
騒音キャンセル回路に入力される。

そして、この騒音キャンセル回路では、切換手段の切換
操作に基づき複数のフィルタ回路のうちで所定のフィル
タ回路が信号通過作動を行い、特定周波数域の信号が通
過し、この通過信号に基づき騒音キャンセル信号が形成
される。

従って、消音スピーカからは、このようにして形成され
たキャンセル音が消音対象空間に向けて放射され、外来
音のうちで所定の音だけが消去される。

尚、切換手段の切換作動に基づき、複数のフィルタ回路
のうちで信号通過作動させるフィルタ回路を切り換える
ことで、消去する音の周波数域を異ならせることができ
る。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。尚、
実施例を説明するにあたり、各図において同一の符号は
同一の対象を示す。

まず、本発明実施例のアクティブ・ノイズ・キャンセラ
ーの構成を説明する。

第１図は本発明一実施例のアクティブ・ノイズ・キャン
セラーの構成を示す全体図であって、図において、１は
使用者の耳腔Ｅに対し所定のキャンセル音を放射させる
消音スピーカ、２は副スピーカ、３は外来音Ａを入力す
るモニタ用マイクロホン、４は前記消音スピーカ１にキ
ャンセル音発生信号ａを出力すると共に、副スピーカ２
に副キャンセル音発生信号すを出力する騒音キャンセル
回路、５は支持部材、６はカバーである。

前記消音スピーカ１は、コイル１ｃに通電するとマグネ
ット１ｄと吸引しあってダイヤフラム１ｂを振動させる
構造である。

前記副スピーカ２は、前記消音スピーカ１と同一のスピ
ーカ、即ち、音響的に等価のスピーカであって、同様に
ダイヤフラム２ｂ、コイル２ｃ及びマグネット２ｄを備
えている。

また、両スピーカ１，２は、ダイヤフラムｌｂ。

２ｂが、それぞれ、ハウジング１ａ、２ａに支持されて
おり、両ハウジング１ａ、２ａには、それぞれ、複数の
穴１９．２９が形成されている。

前記支持部材５は、ヘッドホン状のカバー６の内部を消
音空間臼と外来音側空間りとに画成すると共に、両スピ
ーカ１，２及びモニタ用マイクロホン３を支持している
。そして、この支持構造は、モニタ用マイクロホン３を
中心として両スピーカ１，２を対称的に支持すると共に
、両スピーカ１，２の間に中間室Ｃを形成する構造とな
っている。

また、前記支持部材５には、中間室Ｃと外来音側空間り
とを連通ずる連通溝５ｂが形成されると共に、消音空間
Ｂと外来音側空間りを連通して取付用孔５ａが形成され
ている。

この取付用孔５ａに前記モニタ用マイクロホン３が設け
られている。

また、前記カバー６には外来音Ｃを入力し易いように穴
６ａが形成されている。

次に、前記騒音キャンセル回路４の構成について説明す
る。

この騒音キャンセル回路４は、モニタ用マイクロホン３
から入力される信号に基づいて、両スピーカ１，２から
、キャンセル音Ｓ１及び副キャンセル音＄２を放射させ
るもので、高周波数域の信号のみを通過させるバイパス
フィルタ回路４ａと、中周波数域の信号のみを通過させ
るバンドパスフィルタ回路４ｂと、低周波数域の信号の
みを通過させるローパスフィルタ回路４Ｃと、各フィル
タ回路４ａ、４ｂ、４ｃの信号通過作動を切り換える切
換スイッチ４ｄと、信号の位相を逆転させる反転回路４
ｅと、各フィルタ回路４ａ、４ｂ、４ｃの定数を変化さ
せるアナログスイッチ４ｆとを備えている。

尚、前記切換スイッチ４ｄは、バイパス側端子４９、バ
ンドパス側端子４ｈ及びローパス側端子４ｊとを有し、
接続端子を手動により任意に切り換える構造であって、
それぞれの端子に接続した状態で、それぞれのフィルタ
回路４ａ、　４ｂ、　４Ｃを通過した信号を副キャンセ
ル発生信号すとして副スピーカ２側へ通過させる構造と
なっている。

また、前記アナログスイッチ４ｆは、各フィルタ回路４
ａ、４ｂ、４ｃの定数を切り換えるものであるが、実際
にはフィルタ回路に接続する抵抗値を切り換える構造と
なっており、この切換操作は、手動により行う。

次に、実施例の作用を説明する。

本実施例装置を使用する場合、まず、図示のように消音
スピーカ１が耳腔Ｅの方向を向くように本実施例装置を
使用者の頭部に装着する。

そして、例えば、飛行機のコクピットで使用することを
想定した場合、騒音としては、高周波数のタービン音や
低周波数音のエンジン音等のように色々な周波数成分の
音が混在している。

従って、例えば、主として高周波数のタービン音を消去
したい場合には、切換スイッチ４ｆをバイパス側端子４
９に切り換える。

このように操作した場合、バイパスフィルタ回路４ａを
通過した高周波数の信号を副スピーカ２に対して副キャ
ンセル音発生信号すとして出力し、また、消音スピーカ
１に対しては反転回路４ｅで位相を逆転させた後に、キ
ャンセル音発生信号ａとして出力し、消音スピーカ１か
ら高周波数のキャンセル音ｓ１が消音空間臼に対して出
力され、外来音Ｃの中から高周波数成分の音のみが消去
される。

この時の作動を簡単に説明する。

まず、耳腔Ｅに届く外来音（外部騒音）Ｃがモニタ用マ
イクロホン３から騒音キャンセル回路４に入力される。

そして、騒音キャンセル回路４に入力した信号は、信号
通過作動を行うバイパスフィルタ回路４ａを経て高周波
数成分のみが通過し、この信号が副キャンセル音発生信
号すとして副スピーカ２に圧力されると共に、反転回路
４ｅで位相逆転された信号がキャンセル音発生信号ａと
して消音スピーカ１に出力される。

従って、消音スピーカ１のダイヤフラム表面１ｅからは
、消音空間Ｂに向けて外来音Ｃの高周波数成分とは逆位
相のキャンセル音ｓ１が放射され、この消音空間Ｂでは
、外来音Ｃのうちで高周波数成分の音のみがキャンセル
音ｓ１による打ち消し作用を受けて消音される。

このように、高周波数成分の音のみが消音されるためそ
れ以外の音は聴くことができるもので、つまり、このよ
うな消音作動を行っているにもがかわらず、会話等は可
能である。

ところで、消音スピーカ１からキャンセル音Ｓ１が放射
される場合、負圧面であるダイヤフラム裏面１ｆからは
、キャンセル音ｓ１とは逆位相の負キャンセル音ｔ１が
放射される。

一方、副スピーカ２には、キャンセル音発生信号ａとは
逆位相の副キャンセル音発生信号すが与えられていて、
即ち、ダイヤフラム裏面２ｆがら消音スピーカ１に向け
てキャンセル音Ｓ１と同位相の副キャンセル音Ｓ２が放
射されると共に、ダイヤフラム表面２ｅから外来音側空
間りに向けて副キャンセル音Ｓ１　（＝キャンセル音ｓ
２）と逆位相の負側キャンセル音ｔ２（＝負キャンセル
音ｔ１）が放射される。

従って、両スピーカ１，２の間、即ち、支持部材５の中
央位置では、消音スピーカ１から放射される負キャンセ
ル音ｔ１と副スピーカ２から放射される副キャンセル音
Ｓ２とが逆位相であることで打ち消され、また、消音ス
ピーカ１からのキャンセル音Ｓ１と副スピーカ２からの
負側キャンセル音ｔ２とが逆位相であることで打ち消さ
れ、この部分では、両スピーカ１，２からの音は入力さ
れずに外来音Ｃのみを入力することができる。

また、本実施例では、上述のような消音が十分に成され
ていない場合には、アナログスイッチ４ｆを操作して、
バイパスフィルタ４ａの定数を変化させ、より高い消音
を図ることができる。

以上、実施例により高周波数成分の消音を行う場合につ
いて説明したが、本実施例では、切換スイッチ４ｄを他
の端子４ｈ、４ｊに切り換えることにより、低周波数成
分のみや中周波数成分のみを消音することができる。そ
して、この場合にも、アナログスイッチ４ｆを操作して
、回路定数を変化させ、より質の高い消音を図ることが
できる。

以上、実施例を図面に基づき説明してきたが具体的な構
成は、この実施例に限られるものではない。

例えば、実施例では、消音スピーカ１と副スピーカ２と
を設け、その間にモニタ用マイクロホン３を配置した構
造としている。この構造により両スピーカ１，２から放
射される音を入力することなく外来音Ｃのみを入力でき
るという優れた構造であるが、副スピーカ２を有してい
ないキャンセル音＄１を放射するだけの構造にも当然適
用することができる。

また、実施例では、両スピーカ１，２の正圧面側を消音
対象空間Ｂ及び外来音側空間りに向けて配置した例を示
したが、１８０°回転させて負圧面がそちらの方向を向
くようにしてもよい。

また、実施例では、回路定数を変化させるアナログスイ
ッチ４ｆを設けたが、このスイッチを設けなくても所期
の効果は得られる。

（発明の効果）以上説明してきたように、本発明のアクティブ・ノイズ
・キャンセラーにあっては、騒音キャンセル回路に複数
のフィルタ回路を設けると共に、各フィルタ回路のうち
で信号通過作動を行う回路を切り換える切換手段を設け
た構成としたため、外来音のうちで所定の周波数域の音
だけが消去されるもので、消音対象音が、通常に存在す
る騒音とは異なった周波数特性、例えば、高周波騒音や
低周波騒音等にも適宜対応して、あらゆる音を的確に消
音することができるという効果が得られる。

さらに、このように特定周波数域の音を消音することが
できるため、その消音対象音以外の、例えば、会話音や
警報音等を必要な音を消音することなく聴くことができ
るようにするといった使い方が可能となり、使い勝手が
良くなるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例のアクティブ・ノイズ・キャン
セラーを示す全体図である。１・・・消音スピーカ３・・・モニタ用マイクロホン４・・・騒音キャンセル回路４ａ・・・バイパスフィルタ回路４ｂ・・・バンドパスフィルタ回路４ｃ・・・ローパスフィルタ回路４ｄ・・・切換スイッチ計・・キャンセル音発生回路ｓｌ・・・キャンセル音

Claims

【特許請求の範囲】１）消音対象空間へ所定のキャンセル音を放射させる消
音スピーカと、外来音を入力するモニタ用マイクロホンと、前記消音ス
ピーカに、消音対象音とは逆位相のキャンセル音を放射
させるキャンセル音発生信号を出力する騒音キャンセル
回路と、前記騒音キャンセル回路に設けられ、それぞれ異なる周
波数域の信号を通過させる複数のフィルタ回路と、各フィルタ回路のうちで信号通過作動を行う回路を切り
換える切換手段と、を備えていることを特徴とするアクティブ・ノイズ・キ
ャンセラー。