JPH11143478A - 騒音低減装置 - Google Patents

騒音低減装置

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JPH11143478A
JPH11143478A JP9311947A JP31194797A JPH11143478A JP H11143478 A JPH11143478 A JP H11143478A JP 9311947 A JP9311947 A JP 9311947A JP 31194797 A JP31194797 A JP 31194797A JP H11143478 A JPH11143478 A JP H11143478A
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JP9311947A
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Masayasu Sato
正康 佐藤
Takumi Makinouchi
卓美 牧之内
Takashi Ichikawa
貴士 市川
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 DSP等の高価な部品や複雑な適応アルゴリ
ズムの開発等によるコストや装置開発時間の増大を招く
ことなく、環境変化や経時変化に対する騒音周波数の変
動に対しても常に十分な消音効果が得られる騒音低減装
置を提供する。 【解決手段】 騒音を検出する騒音検出手段40の出力
するアナログ信号をデジタルデータに変換し、装置の稼
動初期又は所定期間毎に駆動制御信号の状態に対応する
A/D変換部60の出力データをそれぞれ記憶/再生部
70内の記憶手段に記憶させ、その後の装置稼動時に記
憶手段からその時の駆動制御信号の状態に対応するデー
タを出力させ、記憶手段から出力されたデジタルデータ
をアナログ信号に変換し、そのアナログ信号の位相を反
転した逆位相の信号を生成し、その反転された信号を音
響信号に変換して出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば複写機、プ
リンタ、ファクシミリ、ハードディスク装置、スキャナ
ー等のOA機器や情報機器、または卓上発券機やOCR
装置、現金自動取扱装置等の金融機器、さらには冷蔵庫
やエアコン、ファンヒータ、ミシン等の各種装置が稼動
時に発生する騒音を低減する騒音低減装置に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】近年、コンピュータと通信ネットワーク
の普及や各種装置の小型、軽量、低価格化等に伴い、複
写機やプリンタ、ファクシミリ、ハードディスク装置等
のOA機器や情報機器、さらには卓上型自動発券機や金
融自動化機器等がオフィスや職場、家庭にまで普及し始
めた。この装置の小型、軽量、低価格化の過程において
は、装置の構成部材の材質が見直され、従来金属材料で
製作されていた部品の一部が軽量の樹脂(高分子材料)
等に置き換えらている。このため、各部材の質量が小さ
くなり、装置稼動時のモータやアクチュエータの作動に
より、これらの部材が振動し易くなり、従来より多くの
騒音を発生するようになった。つまり、部材の質量が小
さくなったことで共振し易くなり、しかも共振周波数が
高くなり、耳障りな音を発生するようになってきた。
【0003】これに対し、建物の遮音性の向上やオフィ
スや職場、家庭などの作業環境や生活環境の見直しによ
る快適化への要求の増加に伴い、静寂な環境を実現する
ための低騒音な装置が求められている。このため、装置
が稼動時に発生する騒音を低減する下記の2つの方法が
検討されている。装置が発生する騒音を低減する方法と
しては、装置筐体を補強したりして剛性を高めたり、吸
音材、遮音材、制振材等を用いたりして防音対策を行う
パッシブ方式のものと、騒音をマイクロフォンなどの検
出手段により検出して、騒音と逆位相の音を生成しスピ
ーカから発生することにより騒音を打消し合い騒音のレ
ベルを低減するというアクティブ方式のものがある。
【0004】パッシブ方式では騒音の比較的高周波成分
の低減に効果があるが、その反面、 (1)低周波成分に対しては十分な騒音低減効果が得ら
れない。 (2)吸音材や遮音材、制振材等は、ごく限られた帯域
での遮音特性、制振特性しか無いため、環境変化や経年
変化等により騒音周波数が変化した場合は、この変化に
追従できず消音効果は激減する。 (3)十分な消音効果を得るためには、装置筐体の補強
や剛性を高めたり、多量の吸音材、遮音材を必要とする
ため装置が大きくなったり重量が増加する。等の問題が
あった。
【0005】このため騒音を検出し、検出した騒音信号
と逆位相の信号を生成し、スピーカ等の出力手段から出
力した音で騒音を打消すというアクティブノイズ制御技
術が用いられ始めている。このアクティブノイズ制御技
術を利用した騒音低減装置の例としては、例えば「特開
平7−134589号」公報に記載の運動機構の消音装
置や、「特開平7−160272号」公報に記載の騒音
制御装置等が知られている。これらに記載されている運
動機構の消音装置や騒音制御装置では、騒音を発生する
音源やその近傍に、音源自体の振動や音源からの騒音を
検出し電気信号に変換する騒音検知手段を設け、その騒
音検知手段によって求められた騒音信号に基づいてDS
P(デジタルシグナルプロセッサ)などで構成される信
号処理手段で、騒音とは同振幅、逆位相の打消し信号を
演算により生成し、その逆位相音をスピーカなどの出力
手段から発して、騒音源からの音とその逆位相音とを干
渉させて消音化するようにしたものである。
【0006】また、上記特許とは別の方式としては、例
えば「特開平3−149998号」公報に記載の消音装
置がある。この消音装置では、装置内にあらかじめ騒音
が記憶されているメモリを持っており、メモリから騒音
データを読出しデジタル/アナログ変換手段、位相反転
手段を通して騒音とは逆位相の打消し信号を生成し、そ
の逆位相音をスピーカなどの出力手段から発して、騒音
源からの音とその逆位相音とを干渉させて消音化するよ
うにしたものである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記
「特開平7−134589号」公報に記載の運動機構の
消音装置や「特開平7−160272号」公報に記載の
騒音制御装置等で提案されている従来の方式では、検出
した騒音信号から騒音とは逆位相の打消し信号を生成す
るために、一般的には、数百タップ数のFIR(Finite
Impulse Response)フィルタ等のデジタルフィルタと、
このフィルタの係数を適宜変化させるための適応アルゴ
リズム、例えばLMS(Least Mean Square :最小自乗
平均法)アルゴリズムや Filterd−X LMSアルゴリ
ズム等による演算を必要とし、しかも良好な消音特性を
実現するためには高精度・高速の演算を必要とする。そ
してこれらの演算処理を高速・高精度に行うためには、
一般に、高速のDSP、特に浮動小数点型が用いられて
いるが、高速の浮動小数点型DSPは高価であり、しか
も、DSP回路設計のためには特別の知識と専用の装置
を必要とする。さらに、デジタルフィルタや適応アルゴ
リズム開発のための装置も必要となり、しかも、これら
の開発には多くの時間や費用がかかるので、騒音低減装
置の開発に長時間がかかる、装置コストが大幅に増大す
ると言う問題があった。
【0008】また、「特開平3−149998号」公報
に記載の消音装置で提案されている方式では、逆位相の
打消し信号を、あらかじめ騒音が記憶されているメモリ
から生成するため、前者の方式のような高価なDSPの
使用や複雑な適応アルゴリズムの開発を必要としないた
めコストや開発時間の増加はないが、モータやアクチュ
エータ、エンジン等の機構部から発せられる騒音の特性
は、環境変化や機構部の経時変化により変動するため、
あらかじめメモリに記憶されている騒音デー夕と実際の
騒音とが一致しなくなる。このため、あらかじめメモリ
に記憶されている騒音データを基に消音を行おうとする
と、消音効果が低減するだけでなく、逆に騒音を増大す
ることがあり、致命的な欠点となっていた。そこで、D
SP等の高価な部品や複雑な適応アルゴリズムの開発等
によるコストや装置開発時間の増大を招くことなく、し
かも環境変化や経時変化に対する騒音周波数の変動に対
しても常に十分な消音効果が得られる騒音低減装置の実
現が望まれていた。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明に係る騒音低減装
置は、装置稼動時に単数又は複数の駆動制御信号により
駆動される装置内部の機構部から発生する騒音を検出す
る騒音検出手段と、騒音検出手段により検出されたアナ
ログ信号をデジタルデータに変換するA/D変換手段
と、装置の稼動初期又は所定期間毎に駆動制御信号の状
態に対応するA/D変換手段の出力データをそれぞれ記
憶手段に記憶させ、その後の装置稼動時に記憶手段から
その時の駆動制御信号の状態に対応するデータを出力さ
せる記憶/再生制御手段と、記憶手段から出力されたデ
ジタルデータをアナログ信号に変換するD/A変換手段
と、D/A変換手段の出力するアナログ信号の位相を反
転した逆位相の信号を生成する位相反転手段と、位相反
転手段の出力信号を音響信号に変換して出力する音響出
力手段とを備えたものである。
【0010】
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、本発明
の実施の形態を説明する。なお、本発明の騒音低減装置
は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、ハードディスク
装置、スキャナー等のOA機器やコンピュータ周辺機
器、卓上発券機やOCR装置、現金自動取扱装置等の金
融機器、さらには冷蔵庫やエアコン、ファンヒータ、ミ
シン等の家電機器等の電子機器に適用できるが、以下の
説明では、ハードディスク装置への適用例について説明
する。
【0011】実施の形態1.図1は、本発明の実施の形
態1に係る騒音低減装置の構成を示すブロック図であ
る。図1において、10はハードディスク装置であり、
その内部には、図示していないがディスクを高速回転さ
せるためのモータやディスクに情報の読み書き、消去を
行うためのヘッドを移動させるアクチュエータや送風用
のファンなどが設けられている機構部20があり、機構
部20には、モータの回転制御やアクチュエータの駆
動、位置決め制御のための駆動制御信号Sc(この例で
は、Sc1 ,Sc2 の2種類とする)を出力する機構部
制御回路30が接続されている。
【0012】機構部20の近傍には、機構部20内のモ
ータやアクチュエータなどの可動部が動作する際に発生
する騒音を検出するためのマイクロフォンなどの騒音検
出手段40が設けられており、この騒音検出手段40
は、検出信号処理部50に接続されている。検出信号処
理部50は、アナログ信号をデジタル信号に変換するA
/D変換部60を介して、記憶/再生部70に接続され
ている。記憶/再生部70は、デジタル信号をアナログ
信号に変換するD/A変換部80、位相反転手段90、
パワーアンプ100を介して打消音出力手段110に接
続されている。また、機構部20のモータやアクチュエ
ータを所定通りに動作させるために機構部制御回路30
から出力される駆動制御信号Sc(前記Sc1 ,Sc2
を含む)は、記憶/再生部制御手段120にも供給され
ている。
【0013】記憶/再生部制御手段120は、機構部制
御回路30からの駆動制御信号Scに基づき、記憶/再
生部70にA/D変換部60からのデータを記憶させた
り、あるいは記憶したデータをD/A変換部80に出力
させたりするように制御するための記憶/再生部制御信
号Smを生成し、記憶/再生部70へ出力する。
【0014】次にこの実施の形態の動作について説明す
る。図1の装置では、装置内部の機構部20から発生す
る騒音データを、機構部20への駆動制御信号(単数又
は複数の信号)に対応させてそれぞれ記憶する(書込
む)騒音データ記憶モードと、この記憶した駆動制御信
号に対応する騒音データを再生(読出)し、この再生デ
ータに基づき騒音の消音を行う騒音データ再生モード
(又は消音モード)との2つのモードがあり、この2つ
のモード切替え制御は記憶/再生部制御手段120によ
って行われる。また上記騒音データ記憶モードを行う時
期は、装置を長期間連続して稼動させるか、または短時
間で稼動/休止を繰返すかによって異るが、一般的に
は、装置に電源が投入され、各駆動制御信号によって機
構部20の動作が安定状態になったら速やかに行うよう
にする。
【0015】なお、装置を6ヶ月、1年等と長期間連続
して稼動させる場合には、時間の経過により騒音データ
が変化して消音効果が減少することが想定されるので、
例えばタイマ機器を設けるとか、クロック信号をソフト
で計数する等の方法によって一定期間(例えば1ヶ月、
2ヶ月等)毎に新規の騒音データに記憶して、騒音デー
タの更新を行うようにする。さらに一定期間毎に騒音デ
ータの記憶更新を行うように記憶/再生部制御手段12
0に設定しておいても、その一定期間が経過する前に、
消音効果が減少した場合には、手動により適宜騒音デー
タの更新を行ったり、また前記一定期間を短縮する更新
期間の変更を行うことも可能である。
【0016】最初に、騒音データ記憶モードの動作を説
明する。ハードディスク装置やプリンタ、複写機等のO
A機器や情報機器、卓上発券機やOCR装置、現金自動
取扱装置等の金融機器、あるいは最近の家電機器等で
は、その装置が、あらかじめ決められたシーケンスに従
って動作するようにデジタル回路等で構成された駆動制
御回路を持っている。
【0017】例えば、図1の場合のハードディスク装置
では、電源を投入すると、放熱用のファンが回転し、デ
ィスクを回転させるためのモータが回転を開始し、モー
タの回転数が所定値になったことをセンサで検知した
ら、接続されているコンピュータにハードディスク装置
が使用可能状態になったことを知らせる。その後は、デ
ィスク上に情報を読み書きする時に指定のトラックにヘ
ッドをアクセスさせるためアクチュエータを駆動制御す
る。
【0018】さらに、ハードディスク装置を停止させる
時には、未使用時にヘッドがディスクとクラッシュしな
いように、アクチュエータを動作させヘッドを所定の退
避位置、あるいはホームポジションに移動させ、その
後、ディスク回転モータの回転を停止し、ファンを停止
する。このように装置の起動から終了までの各種動作
は、装置内部に取りつけられたセンサの情報をもとに、
あらかじめ決められたシーケンスに従って行われてお
り、駆動制御回路は、装置が所定の動作を行うようにモ
ータやアクチュエータを駆動制御するための信号を生
成、出力している。
【0019】図1においては、ハードディスク装置10
の機構部20内に設けられている図示いていないモータ
やアクチュエータ等を駆動制御するための信号を生成、
出力する機構部制御回路30が設けられている。機構部
20が発生する騒音は、機構部20の近傍に設けられ
た、例えば、マイクロフォン等で構成される第1の騒音
検出手段40で検出され、電気信号に変換されて、検出
信号処理部50に出力される。
【0020】そして、検出信号処理部50では、騒音検
出手段40からの信号を増幅、フィルタリング処理し、
A/D変換部60に出力する。A/D変換部60では、
検出信号処理部50から出力されるアナログ信号をデジ
タル信号に変換し、記憶/再生部70に出力する。この
記憶/再生部70は、デジタルデータを記憶するための
メモリ等で構成されており、A/D変換部60からのデ
ジタルデータを記憶したり、記憶したデジタルデータを
D/A変換部80に出力したりする。このデータの記憶
と再生は機構部制御回路30に接続された記憶/再生部
制御手段120からの記憶/再生部制御信号Smで制御
される。
【0021】図2は図1の駆動制御信号Scとその時の
機構部の騒音波形の関係を示す概念図であり、図2を用
いて、これらの関係を説明する。機構部制御回路30で
は、あらかじめ決められたシーケンスにしたがって、ハ
ードディスク装置10を動作せるための駆動制御信号S
c(この例では前記Sc1 ,Sc2 )を、機構部20内
の図示していないモータやアクチュエータ等にそれぞれ
Sc1 ,Sc2 として出力する。機構部20内のモータ
やアクチュエータ等は、例えば、駆動制御信号ScがL
レベル(例えば0V)の時は停止しており、Hレベル
(例えば5V)の時は動作するように構成されている。
【0022】ここで、駆動制御信号Sc1 がディスクを
高速回転させるためのモータを駆動制御するための信号
とすると、Sc1 がHレベルになるとモータは回転を開
始し、そのため動作音が発生する。その時の機構部20
から発生される騒音の波形がVs1 である。
【0023】さらに、ディスクに情報を読み書き、消去
を行うためにヘッドをディスク上の所定の位置にアクセ
スする際に、機構部制御回路30から機構部20内のヘ
ッドを移動させるためのアクチュエータに出力されてい
る駆動制御信号をSc2 とすると、Sc2 がHレベルに
なるとアクチュエータが駆動制御されるため動作音を発
生する。従ってこの場合には、ディスク回転用モータに
よる騒音とヘッドアクセス用アクチュエータによる騒音
との混合音が生ずる。この時の機構部20からの騒音波
形がVs2 である。
【0024】このようにハードディスク装置10に所定
の動作を行わせる際には、必ず、機構部制御回路30か
ら機構部20内のモータやアクチュエータに出力されて
いる駆動制御信号Sc1 ,Sc2 がそれぞれL→H、H
→Lと変化するため駆動制御信号Scを監視することに
よりモータやアクチュエータが動作するタイミングが分
り、しかもモータやアクチュエータが動作することによ
り発生する機構部20からの騒音も検出できる。つま
り、Sc1 がHレベルで、Sc2 がLレベルの場合は、
機構部20からの騒音は、ディスク回転用モータの動作
による騒音(Vs1 )が主体であり、Sc1 ,Sc2
共にHレベルの時は、ディスク回転用モータの動作によ
る騒音とヘッドアクセス用アクチュエータの動作による
騒音が混ざりあった複合音(Vs2)となる。
【0025】この駆動制御信号Sc1 ,Sc2 に基づき
記憶/再生部制御手段120は、記憶/再生部70での
データの記憶/再生を制御するための記憶/再生部制御
信号Smを生成し、記憶/再生部70を制御する。ま
ず、ハードディスク装置を使用するため電源が投入され
ると、機構部制御回路30から機構部20内のモータに
出力されている駆動制御信号Sc1 がHレベルになる。
このためモータは回転を開始し、動作音を発生する。こ
の時、駆動制御信号Sc1 は同時に記憶/再生部制御手
段120にも出力されており、記憶/再生部制御手段1
20ではSc1 がHレベルになっている時の騒音をデジ
タル信号データとして記憶できるように記憶/再生部7
0を制御する。
【0026】モータの回転により発生する騒音Vs1
マイクロフォン等の騒音検出手段40で検出され、電気
信号に変換されて、検出信号処理部50に出力され、検
出信号処理部50では騒音検出手段40からの信号を増
幅したり、ノイズ除去を行い、A/D変換部60に出力
する。A/D変換部60では検出信号処理部50からの
アナログ信号をデジタル信号に変換し、騒音データとし
て記憶/再生部70に出力する。
【0027】そして、記憶/再生部70では、A/D変
換部60からの騒音データを記憶/再生部70内の図示
していないメモリに記憶すると同時に、その騒音データ
が駆動制御信号Sc1 がHレベルの時の信号であること
を対応付けて記憶しておく。次に、ヘッドがディスク上
の所定の位置にアクセスした時の機構部20からの騒音
は、駆動制御信号Sc1 がHレベルで、且つSc2 がH
レベルになった時であるから、その時の騒音Vs2 を同
様にデジタル信号データとして記憶/再生部70のメモ
リに記憶し、そのデータが駆動制御信号Sc1 ,Sc2
が共にHレベルの時の信号であることを記憶しておく。
【0028】このように記憶/再生部70は、記憶/再
生部制御手段120からの記憶/再生部制御信号Smに
より、機構部制御回路30から機構部20のモータやア
クチュエータヘ出力されている駆動制御信号Scの状態
と、それに対応づけられたその時に機構部20から発せ
られる騒音をそれぞれ記憶する。
【0029】そして、上記録音処理が終了すれば、記憶
/再生部70にデジタルデータとして記憶された、駆動
制御信号Scに対応づけられた騒音データをもとに、機
構部20から発せられる騒音と逆位相の打消し信号を生
成する消音モード(又は騒音データ再生モード)に切替
わる。
【0030】装置が消音モードに切替わった以降に、駆
動制御信号Sc1 がHレベルになったことを記憶/再生
部制御手段120が検出すると、記憶/再生部制御手段
120は、記憶/再生部70に、駆動制御信号Sc1
対応した騒音データを再生するように記憶/再生部制御
信号Smを出力する。記憶/再生部70は、記憶/再生
部制御手段120からの記憶/再生部制御信号Smによ
り制御され、駆動制御信号Sc1 に対応した騒音データ
が記憶されているメモリの所定の番地からデータを読出
し、D/A変換部80に出力する。
【0031】記憶/再生部70から出力されたデジタル
信号は、D/A変換部80でアナログ信号に変換され、
さらに、位相反転手段90で位相が反転され、騒音打消
信号として、パワーアンプ100を介してスピーカ等の
打消音出力手段110から打消音として出力される。打
消音出力手段110から発生された打消音は、駆動制御
信号Sc1 がHレベルの時に機構部20から発生されて
いる騒音Vs1 と重畳されることにより騒音を消音す
る。
【0032】同様に、駆動制御信号Sc1 ,Sc2 が共
にHレベルになったことを記憶/再生部制御手段120
が検出すると、記憶/再生部制御手段120は、記憶/
再生部70にSc1 =H、Sc2 =Hに対応した騒音の
データを再生するように記憶/再生部制御信号Smを出
力する。記憶/再生部70は、駆動制御信号Sc1
H、Sc2 =Hに対応した騒音データが記憶されている
メモリの所定の番地からデータを読み出し、D/A変換
部80に出力する。
【0033】記憶/再生部70から出力された騒音デー
タは、D/A変換部80でアナログ信号に変換され、さ
らに、位相反転手段90で位相が反転され、騒音打消信
号として、パワーアンプ100を介してスピーカ等の打
消音出力手段110から打消音として出力される。打消
音出力手段110から発生された打消音は、駆動制御信
号Sc1 ,Sc2が共にHレベルの時に機構部20から
発生されている騒音Vs2 と重畳されることにより騒音
を消音する。
【0034】なお、このような消音モードにおける、記
憶/再生部70からのデータの再生、D/A変換部80
でのデジタル/アナログ変換、位相反転手段90でのア
ナログ信号の位相反転等の電気回路での各種処理は、駆
動制御信号Scが駆動部20に出力されて機構部20内
のモータやアクチュエータ等が動作を開始し、騒音を発
生するまでに要するタイムラグ(遅延時間)の間に充分
処理できる。
【0035】この実施の形態では、装置内の機構部20
の動作を制御するための駆動制御信号(Sc1 ,S
2 )により機構部20が動作し発生した騒音をマイク
ロフォンなどの騒音検出手段40で検出し、デジタルデ
ータに変換した騒音データを、その駆動制御信号と対応
付けて、記憶/再生部70内のメモリ等の記憶手段に記
憶させ、その後の稼動時に、前記駆動制御信号に対応づ
けられた騒音データを記憶手段から読出し、その騒音デ
ータをもとに、駆動制御信号が入力されると機構部20
から発せられる騒音と同振幅、逆位相の消音信号を生成
して、打消音出力手段110から発生させ、騒音に重疂
させて消音するようにしたため、以下の効果が得られ
る。
【0036】・打消音を生成するために、数百タップ数
のデジタルフィルタやこのフィルタの係数を適宜変化さ
せるための適応アルゴリズム、例えばLMSや Filterd
−XLMSアルゴリズム等による高速演算を必要としな
いため、DSP等の高価な部材を必要とせず、装置のコ
スト上昇を抑制できる。・DSP回路設計やデジタルフ
ィルタ、適応アルゴリズム等の開発が必要ないため、こ
れらの開発のために必要な専門知識や専用装置、開発時
間が必要無く、装置開発コストが削減でき、開発時間が
大幅に短縮できる。・メモリ等の記憶手段に記憶する騒
音データを所定期間毎に又は適宜更新して使用するた
め、その時の状態にあった騒音と同振幅、逆位相の打消
音を生成して出力でき、環境変化や機構部の経時変化に
より騒音特性が変化しても、消音効果が低減することな
く、常に最適な消音効果を維持できる。
【0037】実施の形態2.図3は本発明の実施の形態
2に係る騒音低減装置の構成を示すブロック図である。
図3において、41は振動検出手段であり、図1の騒音
検出手段40の代りに設けたものであり、61は相関処
理手段であり、実施の形態2で新たに追加されたもので
ある。なお、図3におけるその他の構成機器は、図1の
実施の形態1の機器と同様なものである。
【0038】次に、この実施の形態の動作について説明
する。なお、図1の実施の形態1と同一番号を付与して
ある機器は、実施の形態2においても実施の形態1の場
合と同様に動作をする。実施の形態2において、実施の
形態1との大きな相違点は、騒音の検出方法にある。即
ち実施の形態1では騒音を音響波としてマイクロフォン
等で直接検出したのに対し、実施の形態2では機構部2
0の振動を振動検出手段41により検出し、この検出し
た振動信号から、既に調べておいた相関情報をもとに相
関処理手段61により音波信号に変換し、これをもとに
騒音を打消すための逆位相、同振幅の打消音を生成す
る。
【0039】図3の実施の形態2においては、機構部2
0内に設けられ図示していないモータやアクチュエータ
は、実施の形態1の場合と同様に機構部制御回路30か
らの駆動制御信号Sc(この例ではSc1 ,Sc2 )に
より制御されている。これらの駆動制御信号Sc1 ,S
2 によりモータやアクチュエータが動作するとそれに
伴って機構部20は振動し、騒音を発生する。
【0040】機構部20の振動は、機構部20に密着さ
れた振動ピックアップ等で構成される振動検出手段41
で検出され、電気信号に変換されて、検出信号処理部5
0に出力される。検出信号処理部50では、振動検出手
段41からの信号を増幅、フィルタリング処理し、A/
D変換部60に出力する。
【0041】そして、A/D変換部60では、検出信号
処理部50から出力されるアナログ信号をデジタル信号
に変換し、相関処理手段61に出力する。相関処理手段
61は、あらかじめ、実験などにより振動と騒音の相関
関係が求められ、検出した振動信号を騒音信号に変換す
るための係数をもつフィルタ等で構成されており、デジ
タル化された振動信号を騒音信号に変換して、記憶/再
生部70に出力する。
【0042】また、記憶/再生部70の動作や、D/A
変換部80、位相反転手段90、パワーアンプ100、
打消音出力手段110、記憶/再生部制御手段120の
各動作は、実施の形態1と全く同様であるのでここでは
省略する。
【0043】この実施の形態では、装置内の機構部20
の動作を制御するための駆動制御信号(Sc1 ,S
2 )により機構部20が動作し発生する振動を振動ピ
ックアップ等の振動検出手段41で検出し、デジタルデ
ータに変換後、あらかじめ、実験などにより振動と騒音
の相関関係が求められ、検出した振動信号を騒音信号に
変換するための係数をもつフィルタ等で構成されている
相関処理手段61により、振動信号から騒音信号に変換
した騒音データを、その駆動制御信号と対応付けて記憶
/再生部70内のメモリ等の記憶手段に記憶させ、その
後の稼動時に、前記駆動制御信号に対応づけられた騒音
データを記憶手段から読出し、その騒音データをもと
に、駆動制御信号が入力されると機構部20から発せら
れる騒音と同振幅、逆位相の消音信号を生成して、打消
音出力手段110から発生させ、騒音に重疂させて消音
するようにしたため、前記実施の形態1の効果に加えて
次の効果が得られる。
【0044】・装置が動作する際の振動を検出して、検
出した振動信号から騒音信号を生成するため、実施の形
態1のように騒音信号を記憶する際に、装置の動作時の
騒音だけでなく、装置近傍に設置され稼動している他の
機器が発生している騒音、つまり、外部からの外乱騒音
を一緒に検出し、記憶してしまうことがない。従って装
置のみの発生する騒音に対して正確に逆位相で同振幅の
打消音を生成し、出力できるため外乱騒音に影響されな
い安定した騒音低減効果を実現できる。
【0045】例えば、ハードディスク装置の近傍で、プ
リンタ等が稼動している場合では、プリンタ等の動作音
が騒音としてハードディスク装置内部の騒音検出に影響
を及ほすことがあるが、この実施の形態においては、ハ
ードディスク装置が動作する際の振動を検出して、この
検出した振動信号から騒音信号を生成するため、騒音信
号を記憶する際に、外部からの外乱騒音の影響をうける
ことがなく、常に、安定した騒音低減効果が得られる。
【0046】実施の形態3.図4は本発明の実施の形態
3に係る騒音低減装置の構成を示すブロック図である。
図4において、65はデータ圧縮手段、75はデータ伸
長手段である。なお、図4におけるその他の構成機器
は、図1の実施の形態1の機器と同様なものである。
【0047】次に、この実施の形態の動作について説明
する。なお、図1の実施の形態1と同一番号を付与して
ある機器は、実施の形態3においても実施の形態1の場
合と同様に動作をする。実施の形態3において、実施の
形態1との大きな相違点は、騒音データの記憶方法にあ
る。即ち実施の形態1では、A/D変換部60でA/D
変換された騒音データをそのまま記憶/再生部70に出
力し、記憶/再生部70内のメモリ等の記憶手段に記憶
させるのに対し、実施の形態3では、A/D変換部60
でA/D変換された騒音データを、例えば、ADPCM
等で知られる波形符号化方式等の圧縮手法でデータ圧縮
手段65により圧縮してから、記憶/再生部70に出力
し、記憶/再生部70内のメモリ等の記憶手段に記憶さ
せ、また、記憶/再生部70から出力された圧縮された
騒音データは、データ伸長手段75で伸長してからD/
A変換部80に入力する。
【0048】また、A/D変換部60の出力データをデ
ータ圧縮手段65で圧縮した後、記憶/再生部70に出
力する動作、及び記憶/再生部70の出力データをデー
タ伸長手段75で伸長した後、D/A変換部80に出力
する動作以外の、各部の各動作は、実施の形態1と全く
同様であるのでここでは省略する。
【0049】また、データ圧縮手段65やデータ伸長手
段75で行われる波形符号化方式等を用いたデータ圧縮
処理やデータ伸長処理は、既にICチップ化され、市販
されており、価格も現状で100〜200円程度とDS
P等と比べると非常に低価格であるため、装置のコスト
上昇には、殆ど影響を与えないものである。
【0050】この実施の形態では、装置内の機構部20
の動作を制御するための駆動制御信号(Sc1 ,S
2 )により機構部20が動作し発生した騒音をマイク
ロフォンなどの発生騒音検出手段40で検出し、デジタ
ルデータに変換した騒音データを、その駆動制御信号と
対応付けて、記憶/再生部70内のメモリ等の記憶手段
に、データ圧縮手段65で圧縮した後記憶させ、その後
の稼動時に、前記駆動制御信号に対応づけられた圧縮さ
れた騒音データを記憶手段から読出し、その圧縮された
騒音データをデータ伸長手段75で伸長し、元に復元し
た騒音データをもとに、駆動制御信号が入力されると機
構部20から発せられる騒音と同振幅、逆位相の消音信
号を生成して、打消音出力手段110から発生させ、騒
音に重疂させて消音するようにしたため、前記実施の形
態1の効果に加えて次の効果が得られる。 ・騒音データを記憶させるためのメモリ容量を削減でき
るため、装置のコスト上昇を抑制できる。
【0051】実施の形態4.図5は本発明の実施の形態
4に係る騒音低減装置の構成を示すブロック図である。
図5において、65はデータ圧縮手段、75はデータ伸
長手段である。なお、図5におけるその他の構成機器
は、図3の実施の形態2の機器と同様なものである。
【0052】次に、この実施の形態の動作について説明
する。なお、図3の実施の形態2と同一番号を付与して
ある機器は、実施の形態4においても実施の形態2の場
合と同様に動作をする。実施の形態4において、実施の
形態2との大きな相違点は、騒音データの記憶方法にあ
る。即ち実施の形態2では、相関処理手段61で変換さ
れた騒音信号をそのまま記憶/再生部70に出力し、記
憶/再生部70内のメモリ等の記憶手段に記憶させるの
に対し、実施の形態4では、相関処理手段61で変換さ
れた騒音信号、例えば、ADPCM等で知られる波形符
号化方式等の圧縮手法でデータ圧縮手段65により圧縮
してから、記憶/再生部70に出力し、記憶/再生部7
0内のメモリ等の記憶手段に記憶させ、また、記憶/再
生部70から出力された圧縮された騒音信号は、データ
伸長手段75で伸長してからD/A変換部80に入力す
る。
【0053】また、相関処理手段61の出力信号をデー
タ圧縮手段65で圧縮した後、記憶/再生部70に出力
する動作、及び記憶/再生部70の出力信号をデータ伸
長手段75で伸長した後、D/A変換部80に出力する
動作以外の、各部の各動作は、実施の形態2と全く同様
であるのでここでは省略する。
【0054】また、データ圧縮手段65やデータ伸長手
段75で行われる波形符号化方式等を用いたデータ圧縮
処理やデータ伸長処理は、既にICチップ化され、市販
されており、価格も現状で100〜200円程度とDS
P等と比べると非常に低価格であるため、装置のコスト
上昇には、殆ど影響を与えないものである。
【0055】この実施の形態では、装置内の機構部20
の動作を制御するための駆動制御信号(Sc1 ,S
2 )により機構部20が動作し発生する振動を振動ピ
ックアップ等の振動検出手段41で検出し、デジタルデ
ータに変換後、あらかじめ、実験などにより振動と騒音
の相関関係が求められ、検出した振動信号を騒音信号に
変換するための係数をもつフィルタ等で構成されている
相関処理手段61により、振動信号から騒音信号に変換
した騒音データを、その駆動制御信号と対応付けて記憶
/再生部70内のメモリ等の記憶手段に、データ圧縮手
段65で圧縮した後記憶させ、その後の稼動時に、前記
駆動制御信号に対応づけられた圧縮された騒音データを
記憶手段から読出し、その圧縮された騒音データをデー
タ伸長手段75で伸長し、元に復元した騒音データをも
とに、駆動制御信号が入力されると機構部20から発せ
られる騒音と同振幅、逆位相の消音信号を生成して、打
消音出力手段110から発生させ、騒音に重疂させて消
音するようにしたため、前記実施の形態2の効果に加え
て次の効果が得られる。・騒音データを記憶させるため
のメモリ容量を削減できるため、装置のコスト上昇を抑
制できる。
【0056】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、騒音検
出手段により、装置稼動時に単数又は複数の駆動制御信
号により駆動される装置内部の機構部から発生する騒音
を検出し、A/D変換手段により、騒音検出手段により
検出されたアナログ信号をデジタルデータに変換し、記
憶/再生制御手段により、装置の稼動初期又は所定期間
毎に駆動制御信号の状態に対応するA/D変換手段の出
力データをそれぞれ記憶手段に記憶させ、その後の装置
稼動時に記憶手段からその時の駆動制御信号の状態に対
応するデータを出力させ、D/A変換手段により、記憶
手段から出力されたデジタルデータをアナログ信号に変
換し、位相反転手段により、D/A変換手段の出力する
アナログ信号の位相を反転した逆位相の信号を生成し、
音響出力手段により、位相反転手段の出力信号を音響信
号に変換して出力するようにしたので、打消音を生成す
るための数百タップ数のデジタルフィルタやこのフィル
タの係数を適宜変化させるための適応アルゴリズムが必
要なく、DSP等の高価な部材を必要とせず、装置のコ
スト上昇を抑制でき、DSP回路設計やデジタルフィル
タ、適応アルゴリズム等の開発が必要ないため、これら
の開発のために必要な専門知識や専用装置、開発時間が
必要無く、装置開発コストが削減でき、開発時間が大幅
に短縮でき、メモリ等の記憶手段に記憶する騒音データ
を所定期間毎に又は適宜更新して使用するため、その時
の状態にあった騒音と同振幅、逆位相の打消音を生成し
て出力でき、環境変化や機構部の経時変化により騒音特
性が変化しても、消音効果が低減することなく、常に最
適な消音効果を維持できるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1に係る騒音低減装置の構
成を示すブロック図である。
【図2】図1の駆動制御信号Scとその時の機構部の騒
音波形の関係を示す概念図である。
【図3】本発明の実施の形態2に係る騒音低減装置の構
成を示すブロック図である。
【図4】本発明の実施の形態3に係る騒音低減装置の構
成を示すブロック図である。
【図5】本発明の実施の形態4に係る騒音低減装置の構
成を示すブロック図である。
【符号の説明】
10 ハードディスク装置 20 機構部 30 機構部制御回路 40 騒音検出手段 41 振動検出手段 50 検出信号処理部 60 A/D変換部 61 相関処理手段 70 記憶/再生部 80 D/A変換部 90 位相反転手段 100 パワーアンプ 110 打消音出力手段 120 記憶/再生部制御手段 Sc 駆動制御信号(Sc1 ,Sc2 ) Sm 記憶/再生部制御信号

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 装置稼動時に単数又は複数の駆動制御信
    号により駆動される装置内部の機構部から発生する騒音
    を検出する騒音検出手段と、 前記騒音検出手段により検出されたアナログ信号をデジ
    タルデータに変換するA/D変換手段と、 装置の稼動初期又は所定期間毎に前記駆動制御信号の状
    態に対応する前記A/D変換手段の出力データをそれぞ
    れ記憶手段に記憶させ、その後の装置稼動時に前記記憶
    手段からその時の駆動制御信号の状態に対応するデータ
    を出力させる記憶/再生制御手段と、 前記記憶手段から出力されたデジタルデータをアナログ
    信号に変換するD/A変換手段と、 前記D/A変換手段の出力するアナログ信号の位相を反
    転した逆位相の信号を生成する位相反転手段と、 前記位相反転手段の出力信号を音響信号に変換して出力
    する音響出力手段とを備えたことを特徴とする騒音低減
    装置。
  2. 【請求項2】 装置稼動時に単数又は複数の駆動制御信
    号により駆動される装置内部の機構部の振動を検出する
    振動検出手段と、 前記振動検出手段の検出したアナログ信号をデジタルデ
    ータに変換するA/D変換手段と、 予め振動と騒音との相関関係を求めておき、前記A/D
    変換手段の出力する振動データを前記相関関係に基づき
    騒音データに変換して出力する相関処理手段と、 装置の稼動初期又は所定期間毎に前記駆動制御信号の状
    態に対応する前記相関処理手段の出力データをそれぞれ
    記憶手段に記憶させ、その後の装置稼動時に前記記憶手
    段からその時の駆動制御信号の状態に対応するデータを
    出力させる記憶/再生制御手段と、 前記記憶手段から出力されたデジタルデータをアナログ
    信号に変換するD/A変換手段と、 前記D/A変換手段の出力するアナログ信号の位相を反
    転した逆位相の信号を生成する位相反転手段と、 前記位相反転手段の出力信号を音響信号に変換して出力
    する音響出力手段とを備えたことを特徴とする騒音低減
    装置。
  3. 【請求項3】 装置稼動時に単数又は複数の駆動制御信
    号により駆動される装置内部の機構部から発生する騒音
    を検出する騒音検出手段と、 前記騒音検出手段により検出されたアナログ信号をデジ
    タルデータに変換するA/D変換手段と、 前記A/D変換手段の出力データを圧縮して出力するデ
    ータ圧縮手段と、 装置の稼動初期又は所定期間毎に前記駆動制御信号の状
    態に対応する前記データ圧縮手段の出力データをそれぞ
    れ記憶手段に記憶させ、その後の装置稼動時に前記記憶
    手段からその時の駆動制御信号の状態に対応するデータ
    を出力させる記憶/再生制御手段と、 前記記憶手段の出力データを伸長して出力するデータ伸
    長手段と、 前記データ伸長手段から出力されたデジタルデータをア
    ナログ信号に変換するD/A変換手段と、 前記D/A変換手段の出力するアナログ信号の位相を反
    転した逆位相の信号を生成する位相反転手段と、 前記位相反転手段の出力信号を音響信号に変換して出力
    する音響出力手段とを備えたことを特徴とする騒音低減
    装置。
  4. 【請求項4】 装置稼動時に単数又は複数の駆動制御信
    号により駆動される装置内部の機構部の振動を検出する
    振動検出手段と、 前記振動検出手段の検出したアナログ信号をデジタルデ
    ータに変換するA/D変換手段と、 予め振動と騒音との相関関係を求めておき、前記A/D
    変換手段の出力する振動データを前記相関関係に基づき
    騒音データに変換して出力する相関処理手段と、 前記相関処理手段の出力データを圧縮して出力するデー
    タ圧縮手段と、 装置の稼動初期又は所定期間毎に前記駆動制御信号の状
    態に対応する前記データ圧縮手段の出力データをそれぞ
    れ記憶手段に記憶させ、その後の装置稼動時に前記記憶
    手段からその時の駆動制御信号の状態に対応するデータ
    を出力させる記憶/再生制御手段と、 前記記憶手段の出力データを伸長して出力するデータ伸
    長手段と、 前記データ伸長手段から出力されたデジタルデータをア
    ナログ信号に変換するD/A変換手段と、 前記D/A変換手段の出力するアナログ信号の位相を反
    転した逆位相の信号を生成する位相反転手段と、 前記位相反転手段の出力信号を音響信号に変換して出力
    する音響出力手段とを備えたことを特徴とする騒音低減
    装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2378081A (en) * 2001-06-21 2003-01-29 Ray Hudson Ltd Active noise cancellation using recorded sounds

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2378081A (en) * 2001-06-21 2003-01-29 Ray Hudson Ltd Active noise cancellation using recorded sounds

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