JPH06159781A - 能動消音装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 能動消音制御の実行中に送風ダクトの伝達特
性の変動を検出してデジタルフィルタの設定を補正して
適応制御が確実に行えるようにする。 【構成】 送風ダクト２１内に音源マイクロホン２２，
スピーカ２３，評価マイクロホン２４を設ける。ＦＩＲ
フィルタ２６により、音源マイクロホン２２からの検出
音に基いて干渉音をスピーカ２３から出力させて能動消
音制御を行う。適応フィルタ３２により、評価マイクロ
ホン２４による検出音が最小となるようにＦＩＲフィル
タ２６の演算係数を適宜変更設定して適応制御を行う。
補正手段３６により、スピーカ２３から５００Ｈｚの発
振音を出力したときの位相のずれを検出してデジタルフ
ィルタ３３の伝達特性ＧAOを補正し、適応フィルタ３２
による演算係数の調整条件を補正する。簡単な構成で、
消音動作中にリアルタイムで補正できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、伝播経路内の騒音に対
して同振幅で逆位相の音を発生させて音波干渉を起こす
ことにより消音するようにした能動消音装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、例えば空調用の送風ダクト内の騒
音を、その騒音と同振幅且つ逆位相の音を発生させるこ
とにより音波干渉を起こして積極的に消音し、送風ダク
トの外に漏れる騒音を極力低減させるようにした能動消
音装置が注目されている。

【０００３】このような能動消音装置に適用される能動
消音技術は、エレクトロニクスの応用技術、中でも音響
データの処理回路及び音響の干渉を利用して騒音低減を
行うもので、基本的には、騒音源からの音を送風ダクト
内に設けた受音器（例えばマイクロホン）にて電気信号
に変換すると共に、この電気信号を演算器により加工し
た信号に基いて制御用発音器（例えばスピーカ）を動作
させることにより、その制御用発音器から原音（騒音源
からの音）とは制御対象点で逆位相で且つ同一振幅とな
る人工音を発生させ、この人工音と原音とを干渉させる
ことによって原音を減衰させようというものである。

【０００４】これにより、低周波の消音周波数帯域にお
いては１０ｄＢ以上の消音効果が期待でき、しかも、従
来のような消音器と異なり圧力損失がほとんどないた
め、例えば、コンサートホールなどにおいては、このよ
うな装置を導入することで、空調用送風ダクトから発生
する騒音を極力低減して静粛な視聴空間を形成すること
ができるものである。

【０００５】また、このような能動制御を実現するにあ
たっては、その消音のための信号系を構成する部品の経
年変化による特性変動及び周囲温度による特性変動に対
応して調整する必要がある。このため、実用化にあたっ
ては、消音能力の変動に追従させて前記演算器の演算係
数（音響伝達関数）を調整していくことが行われてい
る。すなわち、前記制御用発音器による消音効果をモニ
タする補助受音器（例えばマイクロホン）を設け、この
補助受音器によるモニタ結果が所定の許容範囲を外れて
いた場合に、演算器の演算係数を変化させて前記モニタ
結果が前記許容範囲内に入るように制御する適用制御手
段を設け、これにより能動制御時おける消音能力を特性
の変動に応じて常に最適に保つという所謂適応制御を行
うようにしている。

【０００６】このような能動消音装置の一例を図２に示
す。図２において、空調用送風ダクト１の内部には、そ
の騒音の伝播経路（図中空調用送風ダクト１内の左から
右に向かう方向）に沿って、騒音を検出する音源マイク
ロホン２，干渉音を出力するスピーカ３および評価用マ
イクロホン４が順次所定位置に設けられている。

【０００７】干渉音の制御信号を生成する制御部５にお
いて、演算器としてのＦＩＲフィルタ６の入力部には、
音源マイクロホン２による検出信号がＢＰＦ（バンドパ
スフィルタ）７およびＡ／Ｄ変換器８を介して入力され
るようになっている。そして、ＦＩＲ（Finite Impulse
Response ）フィルタ６は、後述のように演算加工して
生成した制御信号をＤ／Ａ変換器９，ＬＰＦ（ローパス
フィルタ）１０および増幅器１１を介してスピーカ３に
出力するようになっている。

【０００８】適応フィルタ１２は、ＦＩＲフィルタ６の
演算係数を調整するように設けられたもので、Ａ／Ｄ変
換器８から伝達特性ＧAOを有するデジタルフィルタ１３
を介して検出信号が与えられる。また、適応フィルタ１
２には、評価マイクロホン４からの検出信号がＢＰＦ
（バンドパスフィルタ）１４およびＡ／Ｄ変換器１５を
介して入力されるようになっている。

【０００９】さて、制御部５においては、音源マイクロ
ホン２から与えられる検出信号を次のような特性で演算
加工して消音用の制御信号を生成する。すなわち、スピ
ーカ３の位置Ａ点と評価マイクロホン４の位置Ｏ点との
間の音響伝達特性をＧAO，音源マイクロホン２の位置Ｓ
点とＯ点との間の音響伝達特性をＧSO，Ｓ点とＡ点との
間の音響伝達特性をＧSAであるとすると、 ＧSO＝ＧSA・ＧAO …（１） という関係が成立つ。

【００１０】そこで、制御部５のＦＩＲフィルタ６に必
要な伝達特性Ｇは、上述のＳ点とＡ点との間の音響伝達
特性ＧSAに対して逆位相となる特性とすれば良いから、
上記（１）式から、 Ｇ＝−ＧSA ＝−ＧSO／ＧAO …（２） となる。つまり、ＦＩＲフィルタ６の伝達特性Ｇを
（２）式のように設定すれば、評価マイクロホン４の位
置でスピーカ３から出力する干渉音で騒音を消音できる
ことがわかる。

【００１１】制御部５においては、マイクロホン２ある
いは４からの信号がＡ／Ｄ変換器８，１５などにより変
換されたデジタル信号として処理されるようになってい
る。すなわち、音源マイクロホン２から出力された騒音
の検出信号は、ＢＰＦ７により消音対象の周波数範囲外
の低周波および高周波の成分が遮断される。次に、ＢＰ
Ｆ７から出力された検出信号は、Ａ／Ｄ変換器８により
サンプリング周波数ｆでサンプリングされると共にデジ
タル信号に変換される。なお、このときのサンプリング
周波数ｆは、サンプリング定理を満たすように、少なく
とも消音対象となる周波数の上限の２倍以上の周波数に
設定されている。

【００１２】デジタル信号に変換された検出信号は、Ｆ
ＩＲフィルタ６において逆位相で同振幅となる干渉音を
生成すべく、その位相と振幅が調整されて干渉音の制御
信号が生成される。この制御信号はＤ／Ａ変換器９を介
してアナログ信号に変換された後、ＬＰＦ１０で高調波
のエイリアシング成分がカットされ、増幅器１１を介し
てスピーカ３に出力される。これにより、スピーカ３か
ら出力される干渉音で送風ダクト１内の騒音が干渉され
て消音されるようになる。

【００１３】さて、このように消音動作を行う際に、ス
ピーカ３からの干渉音で十分に消音効果が得られている
か否かを、評価マイクロホン４からの検出信号によりモ
ニタし、この検出信号に基いて適応フィルタ１２により
ＦＩＲフィルタ６の演算係数を調整するようになってい
る。

【００１４】すなわち、あらかじめ騒音がない状態にお
いて、ランダムノイズあるいは信号処理に必要な周波数
帯域の正弦波信号によりＦＩＲフィルタ６の出力部分ａ
点からＤ／Ａ変換器９，ＬＰＦ１０，増幅器１１，スピ
ーカ３，評価マイクロホン４，ＢＰＦ１４およびＡ／Ｄ
変換器１５の出力部ｂ点までの間の伝達特性ＧAOを測定
し、デジタルフィルタ１３に設定しておく。

【００１５】そして、消音時において、Ａ／Ｄ変換器８
でデジタル信号に変換された音源マイクロホン２からの
検出信号を、ＦＩＲフィルタ６に与えると共に、デジタ
ルフィルタ１３にも与える。デジタルフィルタ１３は、
与えられたデジタル信号を伝達特性ＧAOにてフィルタリ
ングして適応フィルタ１２に与える。適応フィルタ１２
においては、デジタルフィルタ１３からの信号と評価マ
イクロホン４からＡ／Ｄ変換器１５を介して入力される
信号とに基いて、評価マイクロホン４からの信号のレベ
ルが最小になるように、つまり消音量が最大となるよう
に（例えば、ＬＭＳアルゴリズムを用いて）ＦＩＲフィ
ルタ６の演算係数を設定し、常に、能動制御が効率良く
実施されるように適応制御を行うのである。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な能動制御を行って送風ダクト１内の消音を行い、且つ
適応制御を行っている状態では、気温や気流の速度の変
化等で音速が変化して送風ダクト１内の音響特性が多少
変動しても、これに追従して上記したような適応制御に
より最適な能動消音制御が行われるが、その適応制御の
能力を超えて送風ダクト１内の音響伝達特性が大きく変
動すると、ＦＩＲフィルタ６の出力部のａ点から評価マ
イクロホン４を介してＡ／Ｄ変換器１５の出力部のｂ点
に至る経路の伝達特性ＧAOも変動するようになる。

【００１７】ところが、前述のように、デジタルフィル
タ１３の伝達特性ＧAOは消音動作を行っていない状態で
測定した固定的な値に設定しているので、ａ点からｂ点
に至る伝達特性ＧAOが変動すると、前述の適応制御がず
れて適切に実施できなくなり、送風ダクト１内の変化に
追従して十分な消音効果を達成することができなくなる
不具合がある。

【００１８】一方、デジタルフィルタ１３に設定される
伝達特性ＧAOは、送風ダクト１内の送風状態で測定する
と、その送風により騒音が発生して精度良く測定するこ
とができなくなるため、送風を停止した状態で行わねば
ならないことが多い。ところが、実際に送風ダクト１内
に送風している状態では、空気が流れることにより送風
停止状態とは異なる音速となる。したがって、上述のよ
うに測定した伝達特性ＧAOでは、送風状態で消音制御を
行う際に初めからずれた伝達特性ＧAOが設定されている
ことになる。

【００１９】このため、常に十分な消音量を得るために
は、デジタルフィルタ１３に設定する伝達特性ＧAOを、
消音制御を実施しているときにも現実の特性の変動に追
従できるように設定する必要があるが、上述した方法で
は消音制御の実施中にリアルタイムで伝達特性ＧAOの変
動に追従して測定が行えないため、他の方法により測定
を行わねばならないのが実情であった。

【００２０】そこで、例えば、音響特性の変動の原因と
なる気温や気流速度の変動を各種のセンサにより検出し
てフィードバックすることにより、適切な伝達特性の設
定を行うことが考えられるが、これでは、送風ダクト１
内に伝達特性の変動要因に関する多数のセンサを設ける
必要があるため、コストが大幅に上昇し、しかも、それ
らセンサの配設により、送風状態においては新たな騒音
の発生原因となったり、あるいはセンサの故障等に対処
するための構成が必要になる。

【００２１】また、このようなセンサを設ける構成で
は、伝達特性の変動要因として予想していない要素があ
る場合には、その要因についての情報が得られないため
適切な設定が行えなくなる。さらに、このようなセンサ
では、スピーカ３，評価マイクロホン４やこれらを駆動
する回路の位相特性等については検出することができな
いので、これらの特性変動については対処することがで
きないなどの不具合がある。

【００２２】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、送風ダクト等の騒音の伝播経路に受音
器以外に他のセンサなどを設けることなく、簡単な構成
としながら、実際に消音動作を行っている状態でダクト
内の音響特性の変動や受音手段あるいは制御用発音器な
どの特性変動に対応して伝達特性の変動を測定し、常に
最適な干渉音を出力することができて消音効果を低減さ
せることがない能動消音装置を提供するにある。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明の能動消音装置
は、騒音の伝播経路に設けられた第１の受音手段と、前
記騒音の伝播経路に前記第１の受音手段より下流側の位
置に設けられ前記騒音に対する干渉音を出力する制御用
発音器と、前記騒音の伝播経路に前記制御用発音器より
下流側の位置に設けられた第２の受音器と、前記第１の
受音手段の検出信号に基いて演算加工を行うことにより
制御信号を生成して前記制御用発音器に前記干渉音を出
力させる演算手段と、前記第２の受音手段の検出信号に
基いて前記制御用発音器による消音量が最大となるよう
に前記演算手段の演算係数を調整する適応制御手段と、
前記干渉音の周波数帯域外の周波数のモニタ信号を前記
制御用発音器に与えると共に前記第２の受音器の検出信
号に含まれた対応するモニタ信号の到達時間差を検出し
て前記適応制御手段の演算係数の調整条件を補正する補
正手段とを具備して構成したところに特徴を有する。

【００２４】また、補正手段を、所定周波数の正弦波を
モニタ信号として制御用発音器に出力する正弦波発振器
と、第２の受音器の検出信号から前記モニタ信号を抽出
する抽出回路と、前記正弦波発振器から出力された前記
モニタ信号と前記抽出回路により抽出された前記モニタ
信号との位相差を検出する位相差検出回路と、この位相
差検出回路により検出された前記位相差の値に基いて適
応制御手段による演算係数の調整条件を補正する補正設
定手段とから構成すると良い。

【００２５】

【作用】請求項１記載の能動消音装置によれば、演算手
段は、第１の受音手段の検出信号に基いて演算加工を行
って制御信号を生成し、制御用発音器から干渉音を出力
させて消音制御を行い、適応制御手段は、第２の受音手
段の検出信号に基いて制御用発音器による消音量が最大
となるように演算手段の演算係数を調整するようにな
る。これにより、伝播経路の騒音は制御用発音器から出
力される干渉音で消音されるようになる。

【００２６】このとき、補正手段は、制御用発音器に前
記干渉音の周波数帯域外の周波数のモニタ信号を同時に
出力させており、このモニタ信号に対応して出力される
音は、騒音に対する干渉音ではないので、第２の受音器
により検出され検出信号として出力される。そして、補
正手段は、この検出信号に含まれるモニタ信号を制御用
発音器から出力されたときのモニタ信号と比較してその
到達時間差を検出して適応制御手段の演算係数の調整条
件を補正する。

【００２７】この場合、補正手段は、例えば、モニタ信
号の到達時間差に対応する消音周波数帯域の音の到達時
間差からあらかじめ設定された調整条件で適応制御手段
の演算係数の調整条件を補正するので、騒音の伝播経路
の音響伝達特性が変動した場合でも、消音制御を実行し
ながらリアルタイムでその変動に追従して適応制御の条
件を修正することができ、常に消音量を最大にするよう
に能動制御を行うことができる。

【００２８】請求項２記載の能動消音装置によれば、補
正手段において、正弦波発振器は消音周波数帯域外の所
定周波数の正弦波をモニタ信号として制御用発音器に与
え、抽出回路は、第２の受音器の検出信号からモニタ信
号を抽出する。そして、位相差検出回路により制御用発
音器に与えたモニタ信号と抽出回路から出力されるモニ
タ信号との位相差が検出されると、補正設定手段は、そ
の検出された位相差に基いて適応制御手段の演算係数の
調整条件を精度良く補正することができる。

【００２９】

【実施例】以下、本発明を空調装置の送風ダクトに設け
る能動消音装置に適用した場合の一実施例について、図
１を参照して説明する。すなわち、全体のブロック構成
を示す図１において、騒音の伝播経路としての空調用の
送風ダクト２１は、左方の図示しない空調装置から空調
空気が右方に向けて送風される経路となるもので、この
空調装置が同時に騒音源となって送風ダクト２１内を伝
播経路として図中左方から右方に向けて騒音が伝播す
る。この場合、送風ダクト２１は、例えば断面が５０ｃ
ｍ角の矩形状に形成されている。

【００３０】送風ダクト２１の内部には、内部を伝播す
る騒音を検出する第１の受音手段としての音源マイクロ
ホン２２が設けられ、この下流側つまり右方の所定位置
には干渉音を出力するための制御用発音器としてのスピ
ーカ２３が設けられている。また、スピーカ２３の右方
近傍には消音効果を評価するための第２の受音手段とし
ての評価マイクロホン２４が設けられている。

【００３１】制御回路２５は、音源マイクロホン２２お
よび評価マイクロホン２４からの検出信号に基いてスピ
ーカ２３に干渉音の制御信号を出力するもので、次のよ
うに構成されている。まず、演算手段としてのＦＩＲ
（Finite Impulse Response ）フィルタ２６の入力部に
は、音源マイクロホン２２による検出信号がＢＰＦ（バ
ンドパスフィルタ）２７およびＡ／Ｄ変換器２８を介し
て入力されるようになっている。そして、ＦＩＲフィル
タ２６は、後述するように伝達特性Ｇを有するフィルタ
にて演算加工して生成した制御信号を、Ｄ／Ａ変換器２
９，ＬＰＦ（ローパスフィルタ）３０および増幅器３１
を介してスピーカ２３に出力するようになっている。

【００３２】この場合、ＢＰＦ２７は、音源マイクロホ
ン２２から入力される音の検出信号に対して、周波数５
０Ｈｚから８００Ｈｚ程度の範囲の帯域の周波数成分を
通過させるようになっている。またＡ／Ｄ変換器２８
は、ＢＰＦ２７の通過周波数帯域の上限８００Ｈｚの２
倍以上のサンプリング周波数ｆ（例えば２ｋＨｚ）でサ
ンプリングしてデジタル信号に変換するようになってお
り、消音対象としている周波数帯域５０Ｈｚから３５０
Ｈｚの音に対するサンプリング定理を満たすように設定
されている。また、ＬＰＦ３０は、Ｄ／Ａ変換器２９に
よりアナログ信号に変換された信号のうち高調波のエイ
リアシング成分をカットするために設けられたものであ
る。

【００３３】適応フィルタ３２は、ＦＩＲフィルタ２６
の演算係数を調整するように設けられたもので、伝達特
性ＧAOを有するデジタルフィルタ３３を介してＡ／Ｄ変
換器２８から検出信号が与えられる。また、適応フィル
タ３２には、評価マイクロホン２４の検出信号がＢＰＦ
（バンドパスフィルタ）３４およびＡ／Ｄ変換器３５を
介して入力されるようになっている。なお、ＢＰＦ３４
およびＡ／Ｄ変換器３５も前述のＢＰＦ２７およびＡ／
Ｄ変換器２８と同様の帯域通過特性およびサンプリング
周波数に設定されている。デジタルフィルタ３３の伝達
特性ＧAOは、あらかじめ騒音がない状態で測定された特
性として、ＦＩＲフィルタ２６の出力部分であるａ点か
ら、Ｄ／Ａ変換器２９，ＬＰＦ３０，増幅器３１，スピ
ーカ２３，送風ダクト２１，評価マイクロホン２４，Ｂ
ＰＦ３４およびＡ／Ｄ変換器３５を介してその出力端子
であるｂ点に至る経路における伝達特性ＧAOが設定され
ている。

【００３４】さて、本発明でいうところの補正手段３６
は次のように構成される。すなわち、Ｄ／Ａ変換器２９
の入力側にはスイッチ回路３７を介して正弦波発振器３
８が接続されている。この正弦波発振器３８は、上記し
た消音周波数帯域外の周波数として５００Ｈｚの正弦波
信号を出力するようになっている。なお、この正弦波発
振器３８の発振周波数を５００Ｈｚに設定したのは、後
述するように同期加算処理を行う都合上、その周期の整
数倍がＡ／Ｄ変換器３５のサンプリング周期の整数倍に
なっている必要があるからである。

【００３５】また、Ａ／Ｄ変換器３５の出力端子には、
ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）３９および同期加算回路
４０を介して位相差検出回路４１が接続されている。位
相差検出回路４１の出力端子側には補正設定手段として
の係数設定回路４２および係数記憶部４３が設けられ、
デジタルフィルタ３３の伝達特性の条件を補正設定する
ようになっている。

【００３６】ＢＰＦ３９および同期加算器４０は抽出手
段としての機能を有するもので、ＢＰＦ３９は、５００
Ｈｚ付近の周波数の信号を通過させるフィルタであり、
同期加算器４０は、正弦波発振器３８から与えられる５
００Ｈｚの正弦波信号と１波長あるいはｎ波長（ｎは正
の整数）の周期で同期してＢＰＦ３９からの出力を加算
し平均化することにより、評価マイクロホン４の検出信
号から５００Ｈｚの正弦波信号のみを抽出するものであ
る。

【００３７】位相差検出回路４１は、同期加算回路４０
により抽出された正弦波信号と、正弦波発振器３８から
出力される正弦波信号との位相差を検出し、その検出さ
れた位相差があらかじめ記憶されている初期状態におけ
る位相差とのずれ量を求めるようになっている。係数設
定回路４２は、位相検出回路４１で求められた位相差の
ずれ量に応じて演算係数を補正すべく係数記憶部４３を
切換え設定するもので、係数記憶部４３には、あらかじ
め位相差のずれ量に応じて設定された複数の伝達特性Ｇ
AOの係数が記憶されている。

【００３８】次に、本実施例の作用について説明する。
まず、本実施例において送風ダクト２１の消音すべき周
波数帯域について述べる。すなわち、送風ダクト２１の
断面形状が、前述のように５０ｃｍ角の寸法に設定され
ているので、その幾何学的寸法から、内部を平面波とし
て伝播可能な音響的な周波数の上限は３５０Ｈｚ程度と
なる。したがって、３５０Ｈｚ以上の周波数の音は送風
ダクト２１内部で平面波となり得ないために伝播するう
ちに減衰してしまう。一方、スピーカ２３により再生可
能な周波数の下限は５０Ｈｚ程度であるから、上記理由
により、消音対象とする周波数帯域としては５０Ｈｚか
ら３５０Ｈｚの範囲に設定すれば良いことになる。

【００３９】さて、能動消音制御については、従来例の
項で説明したように、伝達特性Ｇを有するＦＩＲフィル
タ２６により、次のようにして音源マイクロホン２２か
らの検出信号に演算加工を行われる。すなわち、スピー
カ２３の位置Ａ点と評価マイクロホン２４の位置Ｏ点と
の間の音響伝達特性をＧAO，音源マイクロホン２２の位
置Ｓ点とＯ点との間の音響伝達特性をＧSO，Ｓ点とＡ点
との間の音響伝達特性をＧSAであるとすると、前述の関
係式（１）で示したように、ＧSO＝ＧSA・ＧAOという関
係が成立つ。したがって、ＦＩＲフィルタ２６に必要な
伝達特性Ｇは、上述の伝達特性ＧSAと逆位相になる特性
として、関係式（２）で示したように、Ｇ＝−ＧSAつま
り、Ｇ＝−ＧSO／ＧAOとなるように設定されている。

【００４０】そして、騒音源から送風ダクト２１を伝播
してきた騒音はＳ点で音源マイクロホン２２により検出
され、その検出信号はＢＰＦ２７により消音周波数帯域
外の低周波および高周波成分が遮断され、さらにＡ／Ｄ
変換器２８によりサンプリング周波数ｆ（例えば２ｋＨ
ｚ）でサンプリングしたデジタル信号に変換される。Ｆ
ＩＲフィルタ２６は、上述した伝達特性Ｇでそのデジタ
ル信号を演算加工して干渉音の制御信号を生成する。こ
の制御信号は、Ｄ／Ａ変換器２９を介してアナログ信号
に変換された後、ＬＰＦ３１で高調波のエイリアシング
成分がカットされてからスピーカ２３に与えられて干渉
音として出力される。

【００４１】これにより、スピーカ２３から出力される
干渉音は、評価マイクロホン２４の位置Ｏ点で送風ダク
ト２１内を伝播してきた騒音に対して同一振幅で逆位相
の音となり、騒音と干渉して送風ダクト２１内で音響的
な壁が形成され、これより下流側への騒音の伝播を阻止
するようになる。この結果、送風ダクト２１内は、消音
周波数帯域において１０ｄＢ以上の消音効果が得られる
ようになる。

【００４２】次に、上記の能動消音制御を最適に行うべ
くＦＩＲフィルタ２６の演算係数を調整する適応制御に
ついて述べる。すなわち、理論的にはＦＩＲフィルタ２
６から出力される制御信号により送風ダクト２１内の消
音制御が行われていれば評価マイクロホン２４により検
出される音は零に近い値になる筈であるが、実際には、
空調装置の制御状態によって気温や気流速度の変動がす
るため、これに伴って送風ダクト２１内の音響伝達特性
も変動して理論的な消音量が得られなくなる。適応フィ
ルタ３２は、消音制御中にこのような特性の変動に対応
して消音量が低下しないようにＦＩＲフィルタ２６の演
算係数を適宜変更するのである。

【００４３】この場合、適応フィルタ３２は、送風ダク
ト２１内のＯ点に到達した音の検出信号が評価マイクロ
ホン２４，ＢＰＦ３４およびＡ／Ｄ変換器３５を介して
入力され、一方、デジタルフィルタ３３を介して伝達特
性ＧAOでフィルタリングされたデジタル信号が入力され
る。つまり、適応フィルタ３２には、ＦＩＲフィルタ２
６から出力された制御信号が伝達特性ＧAOを有するａ点
からｂ点を介してフィルタリングされた信号と、Ａ／Ｄ
変換器２８からＦＩＲフィルタ２６へ入力されるデジタ
ル信号が同じ伝達特性ＧAOを有するデジタルフィルタ３
３を介してフィルタリングされた信号とが入力されるの
であり、これら２つの入力信号に基いて周知のＬＭＳア
ルゴリズムを用いて演算係数の調整設定動作を行うので
ある。

【００４４】さて、適応制御を行っていても、消音制御
中に送風ダクト２１内の音響伝達特性がさらに大きく変
動したり、スピーカ２３，評価マイクロホン２４等のａ
点からｂ点に至る信号伝達経路における変動があるとき
には、適応フィルタ３２に入力される２つの信号が同じ
伝達特性ＧAOでフィルタリングされていないことになっ
てしまう。そこで、実際に変動したａ点からｂ点に至る
経路の伝達特性ＧAO′に対応して、次のようにして補正
手段３６によりデジタルフィルタ３３の伝達特性をＧAO
の補正を行っている。

【００４５】すなわち、消音制御中において、スイッチ
回路３７が所定のタイミングで（例えば１時間に１回，
あるいは１日に１回の頻度で所定時間だけ）オンオフさ
れるようになっており、これにより、正弦波発振器３８
から５００Ｈｚの正弦波信号がＤ／Ａ変換器２９に与え
られ、ＬＰＦ３０，増幅器３１を介してスピーカ２３か
ら５００Ｈｚの発振音が出力されるようになる。この発
振音は評価マイクロホン２４により検出されるので、Ａ
／Ｄ変換器３５を介して出力されたデジタル信号がＢＰ
Ｆ３９に入力されると５００Ｈｚ近傍の周波数の信号の
みが同期加算回路４０に入力される。同期加算回路４０
は、ＢＰＦ３９からの信号を正弦波発振器３８からの正
弦波信号と同期をとって１波長あるいは複数波長の周期
で加算してゆく。これは、同期加算することにより、検
出した信号の平均をとって５００Ｈｚの成分の正弦波の
波形のみを取り出して位相差の検出誤差を低減するため
である。

【００４６】さて、位相差検出回路４１は、同期加算回
路４０から検出信号を受けるとこれを正弦波発振器３８
から出力されたもとの正弦波信号と比較してその位相差
を求める。そして、検出された位相差に応じて係数設定
回路４２に補正信号を与えると、係数設定回路４２は、
検出された位相差に対応した伝達特性ＧAOを設定するた
めの条件パターンを係数記憶部４３から読出してデジタ
ルフィルタ３３に設定するようになる。

【００４７】これにより、デジタルフィルタ３３の伝達
特性ＧAOは実際に変動したａ点からｂ点に至る伝達特性
ＧAO′に対応するように設定され、Ａ／Ｄ変換器２８か
らのデジタル信号を変動した伝達特性ＧAO′でフィルタ
リングして適応フィルタ３２に与えることができる。し
たがって、適応フィルタ３２によるＦＩＲフィルタ２６
の係数設定により、常に消音量が最大となるように適応
制御を行える。

【００４８】なお、上述の５００Ｈｚの発振音は評価マ
イクロホン２４で検出可能となる程度の小さい音量に設
定すれば良いし、しかも、その周波数は消音周波数帯域
よりも高く設定されているため、送風ダクト２１内で平
面波とならないので伝播するうちに減衰するので、送風
ダクト２１内で騒音として伝播することはなく、消音制
御に悪影響を与えるものではない。

【００４９】このような本実施例によれば、補正手段３
６により、デジタルフィルタ３３の伝達特性ＧAOを実際
のａ点からｂ点に至る経路の伝達特性ＧAO′を検出して
補正するようにしたので、送風ダクト２１内に各種セン
サなどを設けることなく、簡単且つ安価な構成としなが
ら、適応フィルタ３２によるＦＩＲフィルタ２６の演算
係数の設定を、消音制御を実施している状態でリアルタ
イムで送風ダクト２１内の音響伝達特性の変動に応じて
常に消音量を最大にすることができる。

【００５０】また、本実施例によれば、補正手段３６の
構成を、５００Ｈｚの正弦波信号をスピーカ２３から出
力させる正弦波発振器３８，ＢＰＦ３９および同期加算
回路４０からなる抽出手段，位相差検出回路４１，係数
設定回路４２，係数記憶部４３から構成したので、簡単
な構成で伝達特性ＧAOの変動を精度良く検出してデジタ
ルフィルタ３３の伝達特性の条件を設定することができ
る。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の能動消音
装置によれば次のような効果が得られる。すなわち、請
求項１記載の能動消音装置によれば、補正手段により、
干渉音の周波数帯域外の周波数のモニタ信号を前記制御
用発音器に与えると共に前記第２の受音器の検出信号に
含まれた対応するモニタ信号の到達時間差を検出して前
記適応制御手段の演算係数の調整条件を補正するように
したので、騒音の伝播経路の音響伝達特性が大きく変動
した場合でも、消音制御を実行しながらリアルタイムで
その変動に追従して適応制御の条件を修正することがで
き、常に消音量を最大にするように能動制御を行うこと
ができるという優れた効果を奏する。

【００５２】請求項２記載の能動消音装置によれば、正
弦波発振器により消音周波数帯域外の所定周波数の正弦
波をモニタ信号として制御用発音器に与え、抽出回路お
よび位相差検出回路により、第２の受音器の検出信号か
らモニタ信号を抽出してその位相差を検出し、補正設定
手段により適応制御手段の演算係数の調整条件を補正す
るようにしたので、簡単な構成としながら伝達特性の変
動を精度良く検出して補正することができるという優れ
た効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す電気的なブロック構成
図

【図２】従来例を示す図１相当図

【符号の説明】

２１は送風ダクト（騒音の伝達経路）、２２は音源マイ
クロホン（第１の受音手段）、２３はスピーカ（制御用
発音器）、２４は評価マイクロホン（第２の受音手
段）、２５は制御回路、２６はＦＩＲフィルタ（演算手
段）、２７，３４はＢＰＦ、２８，３５はＡ／Ｄ変換
器、２９はＤ／Ａ変換器、３０はＬＰＦ、３２は適応フ
ィルタ（適応制御手段）、３３はデジタルフィルタ、３
６は補正手段、３７はスイッチ回路、３８は正弦波発振
器、３９はＢＰＦ（抽出手段）、４０は同期加算回路
（抽出手段）、４１は位相差検出回路、４２は係数設定
回路、４３は係数記憶部である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 騒音の伝播経路に設けられた第１の受音
   手段と、 前記騒音の伝播経路に前記第１の受音手段より下流側の
   位置に設けられ前記騒音に対する干渉音を出力する制御
   用発音器と、 前記騒音の伝播経路に前記制御用発音器より下流側の位
   置に設けられた第２の受音器と、 前記第１の受音手段の検出信号に基いて演算加工を行う
   ことにより制御信号を生成して前記制御用発音器に前記
   干渉音を出力させる演算手段と、 前記第２の受音手段の検出信号に基いて前記制御用発音
   器による消音量が最大となるように前記演算手段の演算
   係数を調整する適応制御手段と、 前記干渉音の周波数帯域外の周波数のモニタ信号を前記
   制御用発音器に与えると共に前記第２の受音器の検出信
   号に含まれた対応するモニタ信号の到達時間差を検出し
   て前記適応制御手段の演算係数の調整条件を補正する補
   正手段とを具備したことを特徴とする能動消音装置。
2. 【請求項２】 補正手段は、所定周波数の正弦波をモニ
   タ信号として制御用発音器に出力する正弦波発振器と、
   第２の受音器の検出信号から前記モニタ信号を抽出する
   抽出回路と、前記正弦波発振器から出力された前記モニ
   タ信号と前記抽出回路により抽出された前記モニタ信号
   との位相差を検出する位相差検出回路と、この位相差検
   出回路により検出された前記位相差の値に基いて適応制
   御手段による演算係数の調整条件を補正する補正設定手
   段とを具備したことを特徴とする請求項１記載の能動消
   音装置。