JP2002123260A - 能動騒音制御装置および能動騒音制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の開口部から筐体外に放射される騒音の
レベルを制御する低コストでかつ効率のよい能動騒音制
御装置および能動騒音制御システムを提供する。 【解決手段】 複数の開口部４ａ，４ｂ、ダクト５ａ，
５ｂの開放端３ａ，３ｂ近傍の騒音を検出する騒音検出
マイク６ａ，６ｂ、消音点Ｐ１，Ｐ２における騒音を検
出する騒音検出マイク７ａ，７ｂ、検出された騒音に基
づいて消音点Ｐ１，Ｐ２における騒音と同振幅かつ逆位
相の二次音を発生させるための消音処理回路８ａ，８
ｂ、上記二次音を消音点Ｐ１，Ｐ２に放射するスピーカ
９ａ，９ｂ、誤差検出マイク７ａ，７ｂにより検出され
た騒音のレベルが最小となるように適応演算処理を行う
中央適応演算回路１２、および誤差検出マイク７ａ，７
ｂからの出力を監視し、消音処理に用いられる計算パラ
メータについての適応演算処理を制御する誤差信号監視
回路１１を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、騒音と同振幅かつ
逆位相の二次音を生成しその二次音を騒音に放射するこ
とにより能動的に騒音を制御する能動騒音制御装置およ
び能動騒音制御システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、機械から発生する騒音のレベル
を低減させるために、騒音を発生する駆動装置等の騒音
源を、遮音性のある筐体で囲ったり、吸音性のある素材
を筺体内側に貼り付けるなどして、騒音レベルの低減を
図っている。しかしながら、機械の筐体には、冷却のた
めの通風口や、複写機、プリンタなどにおける印字され
た紙を排出する排紙口などのように、機能上最低限必要
な開口部を設ける必要があり、筺体を構成する素材の遮
音性をいくら高めても、これらの開口部から騒音が外部
に放射されてしまうため、十分な騒音低減効果を上げる
ことができないという問題がある。

【０００３】そこで、騒音と同振幅かつ逆位相の二次音
を発生させて、その二次音を騒音と干渉させることによ
り騒音を打ち消す能動的騒音制御技術を、このような開
口部を有する機械に適用することにより、機能上必要な
開口部は開けたままで消音する方法が種々研究されてお
り、例えば、特開平６−９４３４９号公報には、冷蔵庫
のコンプレッサ機械室の放熱用の開口部に、能動騒音制
御装置を適用した例、また、特開平６−２９５１８９号
公報には、電子機器の冷却装置を想定した能動騒音制御
装置の例、また、特開平８−１５６３６７号公報には、
複写機の冷却用ダクトに能動騒音制御装置を適用した例
などが開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
６−９４３４９号公報にも記載されているように、筐体
に複数の開口部が存在する場合には、そのうちの１カ所
に能動騒音制御装置を適用しただけでは、その制御音が
他の開口部から漏れてしまい、十分な騒音低減効果を得
ることができない。一般に、機械の冷却には冷却用の空
気を取り込む吸気口と、内部の熱を空気と共に排出する
排気口の２つを設ける必要がある。従って、この場合に
は最低限吸気口と排気口のそれぞれに能動騒音制御装置
を備える必要がある。しかしながら、開口部の数が増え
てくると、必要な能動騒音制御装置の数も当然増える。
この能動騒音制御装置では、騒音と同振幅かつ逆位相の
二次音を生成する際の演算処理を行うための高速演算回
路に要するコストが大きく、複数の能動騒音制御装置を
配備するためにはこの高価な高速演算回路によるコスト
アップが問題となってくる。

【０００５】また、特開平６−９４３４９号公報に記載
されているように、筺体内部の空間に複数の能動騒音制
御装置を配置すると、二次音検出用のマイクに他の能動
騒音制御装置の二次音が混入してくるため、その影響を
排除するための制御アルゴリズムが複雑化し、演算装置
にはより高い処理能力を必要とするようになり、コスト
アップに拍車がかかるといった問題がある。

【０００６】本発明は、上記事情に鑑み、複数の開口部
から筐体外に放射される騒音のレベルを制御する低コス
トでかつ効率のよい能動騒音制御装置および能動騒音制
御システムを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の第１の能動騒音制御装置は、筐体内部の騒音源から
発生しその筐体に設けられた複数の開口部から外部に放
射される騒音と同振幅かつ逆位相の二次音を発生させる
ための二次音信号を生成し、その二次音信号に基づく二
次音を上記騒音と干渉させることによりその騒音のレベ
ルを制御する能動騒音制御装置において、上記複数の開
口部から筺体内部に向かってそれぞれ延び筐体内部に各
開放端を有する複数のダクトと、上記複数のダクトそれ
ぞれの筺体内部の開放端近傍に設置され、その各開放端
近傍における騒音をそれぞれ検出する各第１の騒音検出
手段と、上記各開口部近傍の所定の消音点に設置され、
その各消音点における騒音をそれぞれ検出する各第２の
騒音検出手段と、上記各第１の騒音検出手段から検出さ
れた各騒音に基づいて上記各消音点における各騒音と同
振幅かつ逆位相の二次音を発生させるための各二次音信
号を、各所定の計算パラメータを用いてそれぞれ生成す
る各二次音信号生成手段と、上記各二次音信号生成手段
で生成された各二次音信号を音波に変換して上記各消音
点にそれぞれ放射する各スピーカと、上記各第２の騒音
検出手段により検出された騒音のレベルが最小となるよ
うに適応演算処理を行うことにより、上記各二次音信号
生成手段で用いられる上記各所定の計算パラメータを最
適化する中央適応演算処理手段と、上記各第２の騒音検
出手段からの出力が所定の閾値を越えているか否かを監
視し、いずれかの第２の騒音検出手段からの出力が上記
閾値を越えている場合には、上記中央適応演算処理手段
に、上記各二次音信号生成手段で用いられる各計算パラ
メータのうちの、少なくとも、その閾値を越える出力が
得られた第２の騒音検出手段に対応する二次音信号生成
手段で用いられる計算パラメータについて最適化処理を
行わせるよう制御する騒音監視手段とを有することを特
徴とする。

【０００８】また、上記目的を達成する本発明の第２の
能動騒音制御装置は、筐体内部の騒音源から発生しその
筐体に設けられた複数の開口部から外部に放射される騒
音と同振幅かつ逆位相の二次音を発生させるための二次
音信号を生成し、その二次音信号に基づく二次音を上記
騒音と干渉させることによりその騒音のレベルを制御す
る能動騒音制御装置において、上記複数の開口部から筺
体内部に向かってそれぞれ延び筐体内部に各開放端を有
する複数のダクトと、上記複数のダクトそれぞれの筺体
内部の開放端近傍に設置され、その各開放端近傍におけ
る騒音をそれぞれ検出する各第１の騒音検出手段と、上
記各開口部近傍の所定の消音点に設置され、その各消音
点における騒音をそれぞれ検出する各第２の騒音検出手
段と、上記各第１の騒音検出手段から検出された各騒音
に基づいて上記各消音点における各騒音と同振幅かつ逆
位相の二次音を発生させるための各二次音信号を、各所
定の計算パラメータを用いてそれぞれ生成する各二次音
信号生成手段と、上記各二次音信号生成手段で生成され
た各二次音信号を音波に変換して上記各消音点にそれぞ
れ放射する各スピーカと、上記各第２の騒音検出手段に
より検出された騒音のレベルが最小となるように適応演
算処理を行うことにより、上記各二次音信号生成手段で
用いられる上記各所定の計算パラメータを最適化する中
央適応演算処理手段と、上記各スピーカから白色雑音を
放射させるための白色雑音信号を生成する白色雑音信号
生成手段と、上記白色雑音信号生成手段により生成され
上記各スピーカからそれぞれ放射された白色雑音を、上
記各第１の騒音検出手段および上記各第２の騒音検出手
段で検出することにより上記各ダクト内を騒音が伝達す
るときの伝達特性を解析する伝達特性解析手段と、上記
伝達特性解析手段により得られた伝達特性を記憶してお
く伝達特性記憶手段とを有することを特徴とする。

【０００９】また、上記目的を達成する本発明の能動騒
音制御システムは、筐体内部の騒音源から発生しその筐
体に設けられた複数の開口部から外部に放射される騒音
と同振幅かつ逆位相の二次音を発生させるための二次音
信号を生成し、その二次音信号に基づく二次音を上記騒
音と干渉させることによりその騒音のレベルを制御する
能動騒音制御装置において、上記複数の開口部から筺体
内部に向かってそれぞれ延び筐体内部に各開放端を有す
る複数のダクトと、上記複数のダクトそれぞれの筺体内
部の開放端近傍に設置され、その各開放端近傍における
騒音をそれぞれ検出する各第１の騒音検出手段と、上記
各開口部近傍の所定の消音点に設置され、その各消音点
における騒音をそれぞれ検出する各第２の騒音検出手段
と、上記各第１の騒音検出手段から検出された各騒音に
基づいて上記各消音点における各騒音と同振幅かつ逆位
相の二次音を発生させるための各二次音信号を、各所定
の計算パラメータを用いてそれぞれ生成する各二次音信
号生成手段と、上記各二次音信号生成手段で生成された
各二次音信号を音波に変換して上記各消音点にそれぞれ
放射する各スピーカと、上記各第２の騒音検出手段によ
り検出された騒音のレベルが最小となるように適応演算
処理を行うことにより、上記各二次音信号生成手段で用
いられる上記各所定の計算パラメータを最適化する中央
適応演算処理手段とを有する能動騒音制御装置と、上記
各スピーカから白色雑音を放射させるための白色雑音信
号を生成する白色雑音信号生成手段と、上記白色雑音信
号生成手段により生成され上記各スピーカからそれぞれ
放射された白色雑音を、上記各第１の騒音検出手段およ
び上記各第２の騒音検出手段で検出することにより上記
各ダクト内を騒音が伝達するときの伝達特性を解析する
伝達特性解析手段と、上記伝達特性解析手段により得ら
れた伝達特性を記憶しておく伝達特性記憶手段とを有す
る中央制御装置とが通信回線網を経由して接続されてな
ることを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。

【００１１】図１は、本発明の第１の実施形態の能動騒
音制御装置の概略構成図である。

【００１２】この実施形態は、本発明の第１の能動騒音
制御装置に関するものである。

【００１３】図１には、例えばコンピュータ、電子機
器、あるいは画像形成装置などの機械の、遮音性を持つ
筐体４の内部に、騒音と熱を発生する一般的な騒音源で
ある駆動機構１、筐体４内部に外気を取り入れる吸気フ
ァン２ａ、駆動機構１その他から発生する熱などを筐体
４外部に排出する排気ファン２ｂが設けられている状態
が示されている。

【００１４】本実施形態の能動騒音制御装置は、筐体４
内部の騒音源から発生し筐体４に設けられた開口部４
ａ，４ｂから外部に放射される騒音と同振幅かつ逆位相
の二次音を発生させるための二次音信号を生成し、その
二次音信号に基づく二次音を上記騒音と干渉させること
によりその騒音のレベルを制御するものであり、ダクト
５ａ，５ｂ、騒音検出マイク６ａ，６ｂ、誤差検出マイ
ク７ａ，７ｂ、消音処理回路８ａ，８ｂ、スピーカ９
ａ，９ｂ、中央適応演算回路１２、誤差信号監視回路１
１を備えている。

【００１５】ダクト５ａ，５ｂは、開口部４ａ，４ｂか
ら筺体４内部に向かってそれぞれ延び筐体４内部にそれ
ぞれ開放端３ａ，３ｂを有する。

【００１６】騒音検出マイク６ａ，６ｂは、ダクト５
ａ，５ｂそれぞれの筺体４内部の開放端３ａ，３ｂ近傍
に設置され、各開放端３ａ，３ｂ近傍における騒音をそ
れぞれ検出する。

【００１７】誤差検出マイク７ａ，７ｂは、各開口部４
ａ，４ｂ近傍の所定の消音点Ｐ１，Ｐ２に設置され、各
消音点Ｐ１，Ｐ２における騒音をそれぞれ検出する。

【００１８】消音処理回路８ａ，８ｂは、騒音検出マイ
ク６ａ，６ｂから検出された各騒音に基づいて各消音点
Ｐ１，Ｐ２における各騒音と同振幅かつ逆位相の二次音
を発生させるための各二次音信号を、各所定の計算パラ
メータを用いてそれぞれ生成する。

【００１９】スピーカ９ａ，９ｂは、消音処理回路８
ａ，８ｂで生成された各二次音信号を音波に変換して各
消音点Ｐ１，Ｐ２からそれぞれ放射する。

【００２０】中央適応演算回路１２は、各誤差検出マイ
ク７ａ，７ｂにより検出された騒音のレベルが最小とな
るように適応演算処理を行うことにより、消音処理回路
８ａ，８ｂで用いられる上記各所定の計算パラメータを
最適化する。

【００２１】誤差信号監視回路１１は、各誤差検出マイ
ク７ａ，７ｂからの出力が所定の閾値を越えているか否
かを監視し、いずれかの誤差検出マイク７ａ，７ｂから
の出力が上記閾値を越えている場合には、中央適応演算
回路１２に、各消音処理回路８ａ，８ｂで用いられる各
計算パラメータのうちの、少なくとも、その閾値を越え
る出力が得られた誤差検出マイク７ａ，７ｂに対応する
消音処理回路８ａ，８ｂで用いられる計算パラメータに
ついて最適化処理を行わせるよう制御する。

【００２２】さらに、この実施形態の能動騒音制御装置
には、各スピーカ９ａ，９ｂと各騒音検出マイク６ａ，
６ｂとの間に発生するハウリングを防止するためのハウ
リング除去フィルタ１０ａ，１０ｂ、騒音検出マイク６
ａおよび誤差検出マイク７ａから中央適応演算回路１２
への信号をオンオフする信号スイッチ１３ａ、騒音検出
マイク６ｂおよび誤差検出マイク７ｂから中央適応演算
回路１２への信号をオンオフする信号スイッチ１３ｂ、
中央適応演算回路１２から消音処理回路８ａ，８ｂへの
信号を切り換える信号切換器１４が備えられている。

【００２３】なお、本実施形態における騒音検出マイク
６ａ，６ｂは、本発明にいう第１の騒音検出手段に相当
するものであり、また、本実施形態における誤差検出マ
イク７ａ，７ｂは、本発明にいう第２の騒音検出手段に
相当するものであり、また、本実施形態における消音処
理回路８ａ，８ｂは、本発明にいう二次音信号生成手段
に相当するものであり、また、本実施形態における中央
適応演算回路１２は、本発明にいう中央適応演算処理手
段に相当するものであり、また、本実施形態における誤
差信号監視回路１１は、本発明にいう騒音監視手段に相
当するものである。

【００２４】次に、本実施形態の能動騒音制御装置の動
作について説明する。

【００２５】吸気用および排気用の各開口部４ａ，４ｂ
から筺体４内部に向かってそれぞれ延び、筐体４の内部
に各開放端３ａ，３ｂを有する各ダクト５ａ，５ｂは、
消音したい騒音の波長に比して十分小さい断面寸法を持
っており、この機械内部で発生する音は全てこのダクト
５ａ，５ｂ内を通過して外部へ放射されるように構成さ
れている。このような構成の場合の騒音源は、駆動機構
１、吸気ファン２ａ、および排気ファン２ｂということ
になる。

【００２６】これらの騒音源から発生した騒音が、ダク
ト５ａ，５ｂそれぞれの筺体４内部の開放端３ａ，３ｂ
近傍に設置され各開放端３ａ，３ｂ近傍における騒音を
それぞれ検出する騒音検出マイク６ａ，６ｂによって検
出され、検出された信号は消音処理回路８ａ，８ｂに送
られる。

【００２７】消音処理回路８ａ，８ｂは、騒音検出マイ
ク６ａ，６ｂから検出された各騒音に基づいて各消音点
Ｐ１，Ｐ２における各騒音と同振幅かつ逆位相の二次音
を発生させるための各二次音信号を、予め中央適応演算
回路１２により求められた適応演算処理結果である所定
の計算パラメータを用いてそれぞれ生成する。

【００２８】スピーカ９ａ，９ｂは、消音処理回路８
ａ，８ｂで生成された各二次音信号を音波に変換して各
消音点Ｐ１，Ｐ２からそれぞれ放射する。

【００２９】こうして、スピーカ９ａ，９ｂからダクト
５ａ，５ｂ内に放射された二次音は各消音点Ｐ１，Ｐ２
において筐体内部から発生しダクト５ａ，５ｂ内に入っ
てきた騒音と打ち消し合い、騒音レベルが低減される。

【００３０】このように中央適応演算回路による適応演
算処理を行わずとも十分な消音効果を得ることができれ
ば、比較的安価な汎用演算装置で済ますことのできる消
音処理回路を開口部の数だけ設置することにより低コス
トの能動騒音制御装置を構成することが可能であるが、
通常は、スピーカ９ａ，９ｂの経時的な特性変化や、周
囲の環境の温湿度変化といった長周期の変動に対して、
各消音処理回路８ａ，８ｂに設定されている計算パラメ
ータが不適合になってくることが避けられない。

【００３１】このような変動に合わせて、各消音処理回
路８ａ，８ｂで用いられる計算パラメータを最適化し更
新する必要がある。しかし、上記のように一日単位ある
いはそれ以上の長周期の変動に対しては、全ての消音処
理回路８ａ，８ｂで用いられる計算パラメータを同時に
更新する必要性はほとんどない。

【００３２】そこで、本実施形態の能動騒音制御装置で
は、誤差検出マイク７ａ，７ｂの信号の大きさを監視す
る誤差信号監視回路１１を設けて、誤差検出マイク７
ａ，７ｂからの誤差信号が、所定の閾値を越えたものに
ついて、対応する消音処理回路で用いる計算パラメータ
が不適合になったものと判断し、その消音処理回路で用
いる計算パラメータのみを更新するようにしている。

【００３３】例えば、誤差検出マイク７ａの信号の大き
さが所定の閾値を越えたことが誤差信号監視回路１１で
検出されたとすると、誤差信号監視回路１１は、信号ス
イッチ１３ａを作動させて、騒音検出マイク６ａおよび
誤差検出マイク７ａの信号を、中央適応演算回路１２へ
入力させる。中央適応演算回路１２では、騒音検出マイ
ク６ａの信号および誤差検出マイク７ａの信号から適応
推定アルゴリズム、例えば、この種の能動騒音制御装置
では広く知られているＦｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘアルゴリズ
ムを用いて誤差信号を最小化するように新たな計算パラ
メータを推定し、その計算パラメータで消音処理回路８
ａの計算パラメータを更新して消音処理を行い、その状
態で誤差信号監視回路１１による誤差検出マイク７ａ，
７ｂの信号の監視を続け、このようにして消音処理を繰
り返していけば、消音処理回路８ａの計算パラメータは
最適化される。そして、誤差検出マイク７ａの誤差信号
が閾値を下回るようになった時点で信号スイッチ１３ａ
を切り、中央適応演算回路１２における適応推定演算に
よる計算パラメータ更新を終了する。そして最適化され
た計算パラメータを固定化し、それを用いて消音処理回
路８ａによる消音処理を継続する。

【００３４】このように、本実施形態では、２系統の消
音処理回路８ａ、８ｂに対して、１つの中央適応演算回
路１２を配置しているが、消音処理回路の系統数は２つ
に限られるものではなく、１つの中央適応演算回路１２
で任意の複数の消音処理系統の計算パラメータ最適化を
行うように構成してもよい。

【００３５】上記のように、本実施形態の能動騒音制御
装置では、適応推定演算処理手段と二次音の生成を行う
消音処理手段とを分離している。従来の方法では、この
二つの処理は常に同時に行われているため、適応推定演
算処理に必要な高速演算処理装置も機械の数だけ必要と
していた。しかしながら、上記２つの処理のうち、適応
推定演算処理には、周囲の環境やスピーカの経時的特性
変化などの比較的長周期な変動に対応するために設けら
れているので、消音処理と同時に常時実行する必要はな
い。そこで、各開口部に設けられた能動騒音制御部に
は、予め消音効果が最適になるように定められた固定的
な計算パラメータを使って二次音を出力する消音処理装
置を設け、二次音の生成は、適応推定演算処理に比して
計算負荷がかからないので高価な高速演算素子を使う必
要はなく安価な汎用演算素子を用いて対応するようにし
ている。

【００３６】次に、長期的な周囲の環境変動に対応でき
なくなり十分な消音効果が得られなくなった場合につい
ての対応を考える必要があり、その場合には、その変化
は、各能動騒音制御装置に設けられた誤差検出手段で検
出される誤差が通常時よりも大きくなることにより検出
することが可能である。

【００３７】そこで、騒音監視手段を設け、その騒音監
視手段により複数の誤差検出手段を監視しておき、それ
らの誤差検出手段から出力のうち、予め設定された閾値
を越えるものが検出された場合は、その消音処理装置の
計算パラメータは環境変動に適合しなくなったものと判
断して、騒音検出手段と誤差検出手段の信号を、適応演
算処理を行う中央適応演算信号処理手段へ入力して適応
演算による計算パラメータの最適化を行う。そして、適
応演算により新たに誤差検出手段における信号を最小化
する信号処理手段のパラメータを算出し、消音処理装置
の計算パラメータを更新し、消音処理を行う。誤差が閾
値を下回ったところで、計算パラメータが最適化された
と判断してこのパラメータを固定化し、適応推定演算処
理を終了する。そして、再び騒音検出手段からの信号を
消音処理装置へと入力して、固定的な消音処理へと戻
す。

【００３８】また、以上のように複数の能動騒音制御装
置で消音処理を行っている場合に、適応推定演算を安定
に動作させるためには、誤差検出手段には騒音と二次音
以外の音が存在することは好ましくない。つまり、騒音
検出手段を経ずに直接、誤差検出手段に音が到達してし
まう経路がある場合には、その音の影響を除去する必要
がある。これは、一般的には、三次元の能動騒音制御に
関する分野で「非干渉化」問題として知られている。具
体的には、これらの回り込みの特性を予め測定してお
き、これと同じ特性を持つフィルタを回り込みの数だけ
用意して、誤差検出信号から減ずることでその影響を排
除するようにしている。

【００３９】しかし、能動騒音制御装置の数が多くなる
につれて、回り込み防止用のフィルタの数も増大してし
まい、コストを高騰させる恐れがある。そこで、本実施
形態の能動騒音制御装置では、騒音検出手段と誤差検出
手段とを、筺体内部から外部に通じるダクトの中に包含
させることにより、他の能動騒音制御装置の二次音が騒
音検出手段を経ずに誤差検出手段に直接到達する経路を
物理的に排除している。その結果、他の能動騒音制御装
置が動作していても、安定的に適応演算処理を行うこと
が可能となっている。

【００４０】次に、本発明の第２の実施形態について説
明する。

【００４１】図２は、本発明の第２の実施形態の能動騒
音制御装置の概略構成図である。

【００４２】この実施形態は、本発明の第２の能動騒音
制御装置に関するものである。

【００４３】図２に示すように、この第２の実施形態の
能動騒音制御装置は、図１に示した第１の実施形態の能
動騒音制御装置における誤差信号監視回路１１の代わり
に、白色雑音信号発生器１５と、伝達特性解析回路１６
と、伝達特性記憶装置１７とを備えている。それ以外の
各構成要素は第１の実施形態の能動騒音制御装置におけ
ると同様である。

【００４４】白色雑音信号発生器１５は、２つのスピー
カ９ａ，９ｂから白色雑音を放射させるための白色雑音
信号を生成する。

【００４５】伝達特性解析回路１６は、白色雑音信号発
生器１５により生成され各スピーカ９ａ，９ｂからそれ
ぞれ放射された白色雑音を、騒音検出マイク６ａ，６ｂ
および誤差検出マイク７ａ，７ｂで検出することにより
各ダクト５ａ，５ｂ内を騒音が伝達するときの伝達特性
を解析する。

【００４６】伝達特性記憶装置１７は、伝達特性解析回
路１６により得られた伝達特性を記憶しておく。

【００４７】なお、本実施形態における白色雑音信号発
生器１５は、本発明にいう白色雑音信号生成手段に相当
するものであり、また、本実施形態における伝達特性解
析回路１６は、本発明にいう伝達特性解析手段に相当す
るものであり、また、本実施形態における伝達特性記憶
装置１７は、本発明にいう伝達特性記憶手段に相当する
ものである。

【００４８】本実施形態に、白色雑音信号発生器１５、
伝達特性解析回路１６、および伝達特性記憶装置１７を
備えているのは次の理由による。

【００４９】図１に示した第１の実施形態では、スピー
カ９ａ，９ｂの特性が劇的に変動して誤差検出マイク７
ａ，７ｂで検出される誤差信号が極めて大きくなったよ
うな場合には、中央適応演算回路１２における適応推定
演算による計算パラメータの最適化が収束せず十分な騒
音低減効果が得られない場合が想定される。そのような
場合には、適応推定演算に必要なダクト内部の伝達特性
の情報を更新する必要が生じる。

【００５０】すなわち、適応推定演算に用いられている
ダクト５ａ，５ｂの内部伝達特性、すなわちスピーカ９
ａ，９ｂの入力から誤差検出マイク７ａ，７ｂ７までの
伝達特性、スピーカ９ａ，９ｂの入力から騒音検出マイ
ク６ａ，６ｂまでの伝達特性についても、変動後の新し
い特性に更新する必要が生じる。

【００５１】しかし、このような変動は、数秒単位で起
こるような現象ではないので、これに対応するには、予
め、機械が待機しているときや、夜間の機械が使われな
い時間、あるいは機械のメンテナンス時などを利用し
て、ダクト内部の伝達特性を時間単位、あるいは日単位
で測定しこれらの情報を伝達特性記憶装置に保持してお
き、適応推定を行うときにこれらの情報を読み出して利
用すればよい。

【００５２】具体的には、機械内部の騒音源からの騒音
発生のない状態で、白色雑音信号発生器１５から伝達特
性測定用の信号を発生させてスピーカ９ａに白色雑音信
号を出力する。スピーカ９ａから放射された白色雑音
は、騒音検出マイク６ａおよび騒音検出マイク７ａでそ
れぞれ検出され、電気信号として伝達特性解析回路１６
に送られる。

【００５３】伝達特性解析回路１６では、これらの電気
信号と、入力された白色雑音信号に基づいて周波数分析
を行い、これらの間の周波数応答特性を測定し、これら
の特性をデジタル処理が可能な数式モデル、例えば逆フ
ーリエ変換によるインパルス応答係数を用いたＦＩＲモ
デル、あるいはカーブフィットアルゴリズムを用いたＩ
ＩＲモデルなどの周知のモデル化手法を用いて変換し、
伝達特性記憶装置１７に保存する。上記の処理を他方の
ダクト５ｂについても実行する。

【００５４】そして、実際の消音処理時に、適応推定に
よるパラメータ更新が必要となった場合に、この伝達特
性記憶装置１７から必要な伝達特性を読み出しそれを利
用して適応推定を行うようにする。

【００５５】これらの白色雑音信号発生器１５、伝達特
性解析回路１６、および伝達特性記憶装置１７は、複数
の消音処理系統に対して１組だけ設置すれば済むので、
低コストでかつ効率のよい能動騒音制御装置を構成する
ことができる。

【００５６】次に、本発明の第３の実施形態について説
明する。

【００５７】図３は、本発明の第３の実施形態である能
動騒音制御システムの概略構成図である。

【００５８】図３に示すように、この能動騒音制御シス
テムは、図２に示した第２の実施形態の能動騒音制御装
置の機能を２種類のユニットとして分散配置し、通信回
線網を経由して接続された能動騒音制御システムとして
構成したものである。

【００５９】すなわち、この能動騒音制御システムは、
２つの能動騒音制御装置２１ａ，２１ｂと、１つの中央
制御装置２２とが、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎ
ｅｔｗｏｒｋ）１８により接続されて構成されている。

【００６０】図３に示すように、能動騒音制御装置２１
ａ，２１ｂは、筐体４内部の騒音源から発生し筐体４に
設けられた開口部４ａ，４ｂから外部に放射される騒音
と同振幅かつ逆位相の二次音を発生させるための二次音
信号を生成し、その二次音信号に基づく二次音を上記騒
音と干渉させることによりその騒音のレベルを制御する
ものであり、開口部４ａ，４ｂから筺体４内部に向かっ
てそれぞれ延び筐体４内部に各開放端３ａ，３ｂを有す
るダクト５ａ，５ｂと、ダクト５ａ，５ｂそれぞれの筺
体４内部の開放端３ａ，３ｂ近傍に設置され、各開放端
３ａ，３ｂ近傍における騒音をそれぞれ検出する各騒音
検出マイク６ａ，６ｂと、各開口部４ａ，４ｂ近傍の所
定の消音点Ｐ１，Ｐ２に設置され、各消音点Ｐ１，Ｐ２
における騒音をそれぞれ検出する各誤差検出マイク７
ａ，７ｂと、各誤差検出マイク７ａ，７ｂから検出され
た各騒音に基づいて各消音点Ｐ１，Ｐ２における各騒音
と同振幅かつ逆位相の二次音を発生させるための各二次
音信号を、各所定の計算パラメータを用いてそれぞれ生
成する各消音処理回路８ａ，８ｂと、各消音処理回路８
ａ，８ｂで生成された各二次音信号を音波に変換して各
消音点Ｐ１，Ｐ２からそれぞれ放射する各スピーカ９
ａ，９ｂと、各誤差検出マイク７ａ，７ｂにより検出さ
れた騒音のレベルが最小となるように適応演算処理を行
うことにより、各消音処理回路８ａ，８ｂで用いられる
上記各所定の計算パラメータを最適化する中央適応演算
回路１２とを有する。

【００６１】中央制御装置２２は、上記の各スピーカ９
ａ，９ｂから白色雑音を放射させるための白色雑音信号
を生成する白色雑音信号発生器１５と、白色雑音信号発
生器１５により生成され各スピーカからそれぞれ放射さ
れた白色雑音を、各騒音検出マイク６ａ，６ｂと各誤差
検出マイク７ａ，７ｂで検出することにより各ダクト５
ａ，５ｂ内を騒音が伝達するときの伝達特性を解析する
伝達特性解析回路１６と、伝達特性解析回路１６により
得られた伝達特性を記憶しておく伝達特性記憶装置１７
とを有する。

【００６２】上記の能動騒音制御装置２１ａ，２１ｂと
中央制御装置２２とが、ＬＡＮ１８を経由して接続され
て本実施形態の能動騒音制御システムを構成している。

【００６３】なお、本実施形態における白色雑音信号発
生器１５は、本発明にいう白色雑音信号生成手段に相当
するものであり、また、本実施形態における伝達特性解
析回路１６は、本発明にいう伝達特性解析手段に相当す
るものであり、また、本実施形態におけるＬＡＮ１８
は、本発明にいう通信回路網に相当するものである。

【００６４】上記の能動騒音制御装置２１ａ，２１ｂお
よび中央制御装置２２の各構成要素は、本発明の第２の
実施形態の能動騒音制御装置（図２参照）における各構
成要素と基本的に同一のものであるので説明は省略す
る。

【００６５】本実施形態では、このように、２台の能動
騒音制御装置２１ａ，２１ｂと、１台の中央制御装置２
２と、ＬＡＮ１８とで能動騒音制御システムを構成して
いるが、能動騒音制御装置の台数は２台に限られるもの
ではなくいくつであってもよい。このように、複数台の
能動騒音制御装置に対して中央制御装置は１台で済ます
ことができるので低コストでかつ効率のよい能動騒音制
御システムを構成することができる。

【００６６】なお、この能動騒音制御システムの場合
は、情報伝送にかかる時間の遅れが存在するので、予め
これを考慮に入れ、測定された周波数応答に位相情報の
補正を施しておくことが好ましい。

【００６７】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明の第１の
能動騒音制御装置によれば、筐体に複数の開口部を有す
る機械の騒音を制御するにあたり、通常は、予め設定さ
れた計算パラメータを用いて比較的低速の演算回路を備
えた消音処理装置で能動騒音制御を行い、その計算パラ
メータを更新する必要が生じたときは、比較的高速の演
算回路を備えた１つの適応演算処理手段を使って計算パ
ラメータの更新を行うことができるので、高価な高速演
算回路を複数備える必要がなくなり、低コストでかつ効
率のよい能動騒音制御装置を実現することができる。

【００６８】また、本発明の第２の能動騒音制御装置に
よれば、スピーカの特性などの大きな変動に基づく伝達
特性の変化に対応するために、機械の待機時間などを利
用して、特性変動に関する情報を予め入手しておき、そ
の情報を機械動作時に利用することにより、機械を停止
させることなく消音することが可能な、低コストでかつ
効率のよい能動騒音制御装置を実現することができる。

【００６９】また、本発明の能動騒音制御システムによ
れば、複数の異なる場所にある機械に関する伝達特性の
情報を、通信回線を経由して、遠隔地にある１台の中央
制御装置に送り、その中央制御装置で伝達特性の解析を
行い伝達特性の管理を行うことにより、複数の能動騒音
制御装置を効率よく制御することができるので、低コス
トでかつ効率のよい能動騒音制御システムを実現するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態の能動騒音制御装置の
概略構成図である。

【図２】本発明の第２の実施形態の能動騒音制御装置の
概略構成図である。

【図３】本発明の第３の実施形態である能動騒音制御シ
ステムの概略構成図である。

【符号の説明】

１ 駆動機構 ２ａ 吸気ファン ２ｂ 排気ファン ３ａ，３ｂ 開放端 ４ 筐体 ４ａ，４ｂ 開口部 ５ａ，５ｂ ダクト ６ａ，６ｂ 騒音検出マイク ７ａ，７ｂ 誤差検出マイク ８ａ，８ｂ 消音処理回路 ９ａ，９ｂ スピーカ １０ａ，１０ｂ ハウリング除去フィルタ １１ 誤差信号監視回路 １２ 中央適応演算回路 １３ａ，１３ｂ 信号スイッチ １４ 信号切換器 １５ 白色雑音信号発生器 １６ 伝達特性解析回路 １７ 伝達特性記憶装置 １８ ＬＡＮ ２１ａ，２１ｂ 能動騒音制御装置 ２２ 中央制御装置 Ｐ１，Ｐ２ 消音点

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筐体内部の騒音源から発生し該筐体に設
   けられた複数の開口部から外部に放射される騒音と同振
   幅かつ逆位相の二次音を発生させるための二次音信号を
   生成し、該二次音信号に基づく二次音を前記騒音と干渉
   させることにより該騒音のレベルを制御する能動騒音制
   御装置において、 前記複数の開口部から筺体内部に向かってそれぞれ延び
   筐体内部に各開放端を有する複数のダクトと、 前記複数のダクトそれぞれの筺体内部の開放端近傍に設
   置され、該各開放端近傍における騒音をそれぞれ検出す
   る各第１の騒音検出手段と、 前記各開口部近傍の所定の消音点に設置され、該各消音
   点における騒音をそれぞれ検出する各第２の騒音検出手
   段と、 前記各第１の騒音検出手段から検出された各騒音に基づ
   いて前記各消音点における各騒音と同振幅かつ逆位相の
   二次音を発生させるための各二次音信号を、各所定の計
   算パラメータを用いてそれぞれ生成する各二次音信号生
   成手段と、 前記各二次音信号生成手段で生成された各二次音信号を
   音波に変換して前記各消音点にそれぞれ放射する各スピ
   ーカと、 前記各第２の騒音検出手段により検出された騒音のレベ
   ルが最小となるように適応演算処理を行うことにより、
   前記各二次音信号生成手段で用いられる前記各所定の計
   算パラメータを最適化する中央適応演算処理手段と、 前記各第２の騒音検出手段からの出力が所定の閾値を越
   えているか否かを監視し、いずれかの第２の騒音検出手
   段からの出力が前記閾値を越えている場合には、前記中
   央適応演算処理手段に、前記各二次音信号生成手段で用
   いられる各計算パラメータのうちの、少なくとも、その
   閾値を越える出力が得られた第２の騒音検出手段に対応
   する二次音信号生成手段で用いられる計算パラメータに
   ついて最適化処理を行わせるよう制御する騒音監視手段
   とを有することを特徴とする能動騒音制御装置。
2. 【請求項２】 筐体内部の騒音源から発生し該筐体に設
   けられた複数の開口部から外部に放射される騒音と同振
   幅かつ逆位相の二次音を発生させるための二次音信号を
   生成し、該二次音信号に基づく二次音を前記騒音と干渉
   させることにより該騒音のレベルを制御する能動騒音制
   御装置において、 前記複数の開口部から筺体内部に向かってそれぞれ延び
   筐体内部に各開放端を有する複数のダクトと、 前記複数のダクトそれぞれの筺体内部の開放端近傍に設
   置され、該各開放端近傍における騒音をそれぞれ検出す
   る各第１の騒音検出手段と、 前記各開口部近傍の所定の消音点に設置され、該各消音
   点における騒音をそれぞれ検出する各第２の騒音検出手
   段と、 前記各第１の騒音検出手段から検出された各騒音に基づ
   いて前記各消音点における各騒音と同振幅かつ逆位相の
   二次音を発生させるための各二次音信号を、各所定の計
   算パラメータを用いてそれぞれ生成する各二次音信号生
   成手段と、 前記各二次音信号生成手段で生成された各二次音信号を
   音波に変換して前記各消音点にそれぞれ放射する各スピ
   ーカと、 前記各第２の騒音検出手段により検出された騒音のレベ
   ルが最小となるように適応演算処理を行うことにより、
   前記各二次音信号生成手段で用いられる前記各所定の計
   算パラメータを最適化する中央適応演算処理手段と、 前記各スピーカから白色雑音を放射させるための白色雑
   音信号を生成する白色雑音信号生成手段と、 前記白色雑音信号生成手段により生成され前記各スピー
   カからそれぞれ放射された白色雑音を、前記各第１の騒
   音検出手段および前記各第２の騒音検出手段で検出する
   ことにより前記各ダクト内を騒音が伝達するときの伝達
   特性を解析する伝達特性解析手段と、 前記伝達特性解析手段により得られた伝達特性を記憶し
   ておく伝達特性記憶手段とを有することを特徴とする能
   動騒音制御装置。
3. 【請求項３】 筐体内部の騒音源から発生し該筐体に設
   けられた複数の開口部から外部に放射される騒音と同振
   幅かつ逆位相の二次音を発生させるための二次音信号を
   生成し、該二次音信号に基づく二次音を前記騒音と干渉
   させることにより該騒音のレベルを制御する能動騒音制
   御装置において、前記複数の開口部から筺体内部に向か
   ってそれぞれ延び筐体内部に各開放端を有する複数のダ
   クトと、前記複数のダクトそれぞれの筺体内部の開放端
   近傍に設置され、該各開放端近傍における騒音をそれぞ
   れ検出する各第１の騒音検出手段と、前記各開口部近傍
   の所定の消音点に設置され、該各消音点における騒音を
   それぞれ検出する各第２の騒音検出手段と、前記各第１
   の騒音検出手段から検出された各騒音に基づいて前記各
   消音点における各騒音と同振幅かつ逆位相の二次音を発
   生させるための各二次音信号を、各所定の計算パラメー
   タを用いてそれぞれ生成する各二次音信号生成手段と、
   前記各二次音信号生成手段で生成された各二次音信号を
   音波に変換して前記各消音点にそれぞれ放射する各スピ
   ーカと、前記各第２の騒音検出手段により検出された騒
   音のレベルが最小となるように適応演算処理を行うこと
   により、前記各二次音信号生成手段で用いられる前記各
   所定の計算パラメータを最適化する中央適応演算処理手
   段とを有する能動騒音制御装置と、 前記各スピーカから白色雑音を放射させるための白色雑
   音信号を生成する白色雑音信号生成手段と、前記白色雑
   音信号生成手段により生成され前記各スピーカからそれ
   ぞれ放射された白色雑音を、前記各第１の騒音検出手段
   および前記各第２の騒音検出手段で検出することにより
   前記各ダクト内を騒音が伝達するときの伝達特性を解析
   する伝達特性解析手段と、前記伝達特性解析手段により
   得られた伝達特性を記憶しておく伝達特性記憶手段とを
   有する中央制御装置とが通信回線網を経由して接続され
   てなることを特徴とする能動騒音制御システム。