(57)【要約】【課題】本発明では、空間に振動騒音が広がる過程で空間を分かつ構造物が二次的振動体となる段階においてその二次振動を抑制することにより、騒音を低減することを目的とする。【解決手段】この発明にかかる能動型振動騒音制御装置は、境界面３の振動を検出する二次振動検出手段７を備え、境界面３は、騒音源１の振動に起因する一次騒音が伝播する第１空間と、境界面３の二次振動を介して二次騒音が伝播する第２空間との間に設置され、境界面３に設置された振動発生手段６と、二次振動検出手段７における検出結果から、打ち消し振動信号を生成する信号処理手段１０と、打ち消し振動信号に対応して、境界面３の振動に対する打ち消し振動を振動発生手段６において発生させる駆動制御手段９とをさらに備える。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
境界面の振動を検出する二次振動検出手段を備え、
前記境界面は、騒音源の振動に起因する一次騒音が伝播する第１空間と、前記境界面の二次振動を介して二次騒音が伝播する第２空間との間に設置され、
前記境界面に設置された振動発生手段と、
前記二次振動検出手段における検出結果から、打ち消し振動信号を生成する信号処理手段と、
前記打ち消し振動信号に対応して、前記境界面の振動に対する打ち消し振動を前記振動発生手段において発生させる駆動制御手段とをさらに備える、
能動型振動騒音制御装置。
【請求項２】
前記二次振動検出手段は、前記騒音源から前記境界面へ前記騒音源が設置された設置面を介して固体伝播した二次振動も合わせて検出する、
請求項１に記載の能動型振動騒音制御装置。
【請求項３】
前記騒音源の振動を検出する原振動検出手段をさらに備え、
前記信号処理手段は、前記原振動検出手段と前記二次振動検出手段とにおける検出結果から、前記打ち消し振動信号を生成する、
請求項１または２に記載の能動型振動騒音制御装置。
【請求項４】
前記原振動検出手段は、前記騒音源に設置される、
請求項３に記載の能動型振動騒音制御装置。
【請求項５】
前記原振動検出手段は、前記騒音源が設置された設置面に設置される、
請求項３に記載の能動型振動騒音制御装置。
【請求項６】
前記振動発生手段は、アクチュエータである、
請求項１〜５のいずれかに記載の能動型振動騒音制御装置。
【請求項７】
前記原振動検出手段および二次振動検出手段は、加速度センサ、またはマイクロフォンである、
請求項３〜６のいずれかに記載の能動型振動騒音制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は能動型振動騒音制御装置に関し、特に機器の振動及び騒音を低減する、或いは機器の振動に由来する騒音を低減する能動型振動騒音制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
騒音源から放射される騒音の空気伝播音をマイクロフォンにて検出し、その騒音の空気伝播音と逆位相の空気伝播音をスピーカから出力することによって、所定の位置に設置された他の検出マイクロフォンにおいて検出される騒音を低減するアクティブノイズコントロール（ＡＮＣ：能動型騒音制御）が知られている。
【０００３】
このようなＡＮＣとしては、空調用ダクトに設置されたファン騒音をスピーカ出力によって低減させるものが知られている。その一例として特許文献１には騒音伝播の上手側に位置するマイクロフォンＭ１にて検出された騒音に基づいて演算し、スピーカＳから出力された音によって騒音伝播の下手側に位置するマイクロフォンＭ２における検出音を低減させる技術が開示されている。
【０００４】
ここで、スピーカＳ出力はマイクロフォンＭ２の位置にて騒音源からの空気伝播音と逆位相となるように調整されている。即ち、マイクロフォンＭ２にて検出される音が最も小さくなるように、スピーカＳ出力を適応的に少しずつ変化させるための演算処理が行われる訳である。
【０００５】
一方、ダクトのような閉じられた空間における騒音の伝播ではなく、開放された空間において騒音源からの伝播による騒音を低減させる装置について、特許文献２にて技術が開示されている。騒音源からの騒音を検出するマイクロフォンと、このマイクロフォンにて検出された騒音を低減させるための音を出力するスピーカと、マイクロフォンにて検出された騒音に応じてスピーカから出力される音を制御する駆動信号生成部によって構成される消音ユニットを複数並べて、空間に広がる騒音を低減するようにしている。このようにして複数の消音ユニットからの干渉音は波面を合わせて騒音源からの騒音と逆位相となるように調整され、開放された空間において騒音が低減される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特公平８−２７６３４号公報
【特許文献２】特開２００３−６６９６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の例ではあくまでもダクトのような閉じられた空間の中を騒音が伝播する場合に有効なものであり、開放された空間で騒音源からの騒音を低減させようとした場合には効果を期待できない。
【０００８】
また、特許文献２の例では開放された空間で発生した騒音を低減しようとするものであり、複数の消音ユニットから出される干渉音の波面を揃えて、騒音源からの騒音と広い範囲で逆位相関係を築いて騒音を低減させようとするものであるが、一度空間に放たれてしまった騒音に対して広い周波数範囲で逆位相関係を満たすことは難しく、周期の長い、低周波の騒音に対する低減効果を得ることに限られてしまう。また、複数の消音ユニットをアレイ状に配置して構成するので、大規模且つ高コストなシステムとならざるを得ない。
【０００９】
一方、機器の騒音を考えたときに、騒音の発生箇所はモーターなどの回転部分の偏心に由来する振動、可動部の動作に伴う振動、軸受けの摩擦、流体の渦音、それらに伴う機械共振など、複合的に発生する場合もあるが、発生源としては特定の部位に限定される。その特定箇所の振動が騒音として拡大して行く訳であり、結果的に騒音が空間に広がって行くことになる。空間に広がった騒音に対しては、特許文献１の方式では対応できず、特許文献２の方式では騒音源の移動には対応し易いものの、効果を得られるのが逆位相関係を保ちやすい低周波音に限られるという課題がある。
【００１０】
本発明では上記の課題を解決するためになされたものであり、空間に振動騒音が広がる過程で、空間を分かつ構造物が二次的振動体となる段階において、その二次振動を抑制することにより騒音を広い周波数範囲において低減しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明にかかる能動型振動騒音制御装置は、境界面の振動を検出する二次振動検出手段を備え、前記境界面は、騒音源の振動に起因する一次騒音が伝播する第１空間と、前記境界面の二次振動を介して二次騒音が伝播する第２空間との間に設置され、前記境界面に設置された振動発生手段と、前記二次振動検出手段における検出結果から、打ち消し振動信号を生成する信号処理手段と、前記打ち消し振動信号に対応して、前記境界面の振動に対する打ち消し振動を前記振動発生手段において発生させる駆動制御手段とをさらに備える。
【発明の効果】
【００１２】
この発明にかかる能動型振動騒音制御装置によれば、境界面の振動を検出する二次振動検出手段を備え、前記境界面は、騒音源の振動に起因する一次騒音が伝播する第１空間と、前記境界面の二次振動を介して二次騒音が伝播する第２空間との間に設置され、前記境界面に設置された振動発生手段と、前記二次振動検出手段における検出結果から、打ち消し振動信号を生成する信号処理手段と、前記打ち消し振動信号に対応して、前記境界面の振動に対する打ち消し振動を前記振動発生手段において発生させる駆動制御手段とをさらに備えることにより、騒音源の振動が騒音となって第１空間および第２空間へ拡散する過程において、騒音の根源となる二次振動を境界面において抑制するので、機器の発生する騒音を広い周波数範囲において効果的に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の実施の形態１を示す能動型振動騒音制御装置の基本的構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１における制御振動を生成する信号処理手段を示したブロック構成図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係わる能動型振動騒音制御装置の基本的構成を補足する説明図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係わる能動型振動騒音制御装置の基本的構成を補足する別の説明図である。
【図５】この発明の実施の形態２を示す能動型振動騒音制御装置の基本的構成図である。
【図６】この発明の実施の形態２における制御振動を生成する信号処理手段を示したブロック構成図である。
【図７】この発明の実施の形態２における干渉後の振動から抑制したい振動を算出する方法を説明するための波形図である。
【図８】この発明の実施の形態２の制御振動を推定する方法を説明するためのブロック構成図である。
【図９】この発明の実施の形態２に係わる能動型振動騒音制御装置の基本的構成を補足する説明図である。
【図１０】この発明の実施の形態２に係わる能動型振動騒音制御装置の基本的構成を補足する別の説明図である。
【図１１】この発明の実施の形態２に係わる能動型振動騒音制御装置のその他の適用例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係わる能動型振動騒音制御装置の基本的構成図である。図１において、騒音の根源となる原振動が内在した騒音源１と、騒音源１が保持される基盤面２と、騒音源１の振動に起因する一次騒音が伝播する第１空間と、境界面の二次振動を介して二次騒音が伝播する第２空間との間に設置され、それらを分かつ境界面３と、聴取者４とが示され、騒音源１から放射される一次騒音が境界面３を伝播する過程で二次振動を生じ、二次騒音という形で放射され、聴取者４に到達して騒音として認識される。
【００１５】
さらに、騒音源１に近接又は密接して配置されて騒音源１の原振動を検出する原振動検出手段５と、境界面３に密接して配置されて境界面３の二次振動と逆相の振動を発生する振動発生手段６と、境界面３に近接又は密接して配置されて境界面３の振動を検出する二次振動検出手段７と、原振動検出手段５の出力と二次振動検出手段７の出力とを入力として、その検出結果から振動発生手段６に用いる境界面３の振動を打ち消す打ち消し振動信号を生成する信号処理手段８と、信号処理手段８出力を受けて振動発生手段６を駆動する駆動制御手段９とが示されている。図中、境界面３が基盤面２と接する配置としているが、接していなくても構わない。
【００１６】
図２は図１における信号処理手段８のブロック構成図を示している。原振動検出手段５及び二次振動検出手段７から入力された電気信号は、それぞれ入力アンプ１１及び入力アンプ１３により適切な信号レベルまで増幅され、それぞれＡ／Ｄ変換器１２及びＡ／Ｄ変換器１４によりアナログ信号からデジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換器１２出力のデジタル信号はＦＩＲフィルタ１６及びＬＭＳアルゴリズム１５に入力される。Ａ／Ｄ変換器１４出力のデジタル信号はＬＭＳアルゴリズム１５に入力される。
【００１７】
ＦＩＲフィルタ１６では、原振動検出手段５で検出された騒音源１の原振動に対して、原振動が一次騒音として境界面３に到達して二次振動となり、二次振動検出手段７により検出される振動と同振幅・逆位相となるように補正を掛けた制御信号を生成し、Ｄ／Ａ変換器１７によりデジタル信号からアナログ信号に変換された後、出力アンプ１８により適切な信号レベルまで増幅され、駆動制御手段９へと出力される。
【００１８】
次に図１及び図２において、聴取者４に到達する二次騒音の抑制方法について説明する。騒音源１から放射される一次騒音の根源をなす原振動は、騒音源１に近接又は密接して配置される原振動検出手段５により検出され、入力アンプ１１、Ａ／Ｄ変換器１２を介してデジタル信号となり、ＦＩＲフィルタ１６及びＬＭＳアルゴリズム１５に入力される。この時ＦＩＲフィルタのタップ係数はＬＭＳアルゴリズム１５によって逐次更新される。また、ＬＭＳアルゴリズム１５におけるタップ係数は式１（ｈ（ｎ＋１）＝ｈ（ｎ）＋２・μ・ｅ（ｎ）・ｘ（ｎ））に従って更新され、誤差信号ｅがゼロに近づくように最適なタップ係数が更新される。
【００１９】
ここで、ｈ：フィルタのタップ係数、ｅ：誤差信号、ｘ：フィルタ入力信号、μ：ステップサイズパラメータであり、ステップサイズパラメータμはサンプリングごとのフィルタ係数更新量を制御するものである。
【００２０】
このようにして、ＬＭＳアルゴリズム１５によってタップ係数の更新が行われたＦＩＲフィルタ１６を通過したデジタル信号は、Ｄ／Ａ変換器１７にてアナログ信号に変換され、出力アンプ１８にて適した信号レベルにまで増幅され、駆動制御手段９を介して振動発生手段６にて振動に変換される。
【００２１】
一方、境界面３に近接又は密接して配置される二次振動検出手段７においては、騒音源１から放射される一次騒音が境界面３に到達して生ずる二次振動に、振動発生手段６により発生される振動を干渉させた後の振動が検出される。また、前述のＬＭＳアルゴリズム１５の誤差信号には二次振動検出手段７で検出された振動を入力しているため、この干渉後の振動をゼロに近づけるようにＦＩＲフィルタ１６のタップ係数が更新されることになる。その結果、ＦＩＲフィルタ１６を通過した制御振動により、境界面３における二次振動を抑制することができ、聴取者４に到達する二次騒音を低減することができる。
【００２２】
以上に説明した能動型振動騒音制御は、フィードフォワード制御システムと呼ばれるものであり、振動が騒音となって空間へ拡散する過程において、二次騒音の根源となる二次振動を抑制する段階で、騒音源振動の検出結果に基づいて二次振動を抑制するので、機器の発生する騒音が広帯域に効果的に低減される。
【００２３】
図３及び図４は本発明の実施の形態１に係わる能動型振動騒音制御装置の基本的構成を補足する説明図である。騒音源１から一次騒音が放射され、空間を伝播して境界面３に到達して二次振動となる過程とは別に、原振動が基盤面２を固体伝播して境界面３に到達して二次振動となる過程を合わせて、境界面３の二次振動が元となって聴取者４に二次騒音が到達する場合を示している。
【００２４】
原振動のエネルギーが複数の経路を通って境界面３に到達していること以外、聴取者４に到達する騒音を低減する仕組みについては前述と同様である。このとき二次振動検出手段７は、騒音源１から境界面３へ騒音源１が設置された設置面としての基盤面２を介して固体伝播した二次振動も合わせて検出することが可能である。
【００２５】
また、基盤面２を固体振動が伝播する場合に、原振動検出手段５を騒音源１に近接又は密接して配置することに限定するわけではなく、図４に示すように原振動が固体伝播する設置面である基盤面２に近接又は密接して配置しても構わない。
【００２６】
因みに、図１、図３、図４において、境界面３の二次振動を境界面３と垂直に近い方向として記載しているが、振動はこの方向に限る訳ではなく、境界面と水平な方向の振動成分と複合的な振動であることは言うまでもない。また、振動発生手段６と二次振動検出手段７が離れて存在するように便宜上図示しているが、この形態に限るわけではなく、両者を限りなく近づける、或いは完全に重ねて配置する構成としても構わない。
【００２７】
原振動検出手段５及び二次振動検出手段７の具体例としては、振動を検出するために加速度センサを検出対象に密着して構成したり、コンデンサマイクロフォンを近接或いは密接して構成する方法が考えられる。振動発生手段６の具体例としては、電動型アクチュエータや圧電型アクチュエータ、超磁歪アクチュエータなど、電気信号を機械振動に変換する素材を使用する構成が考えられる。
【００２８】
一方、信号処理手段８にて、本実施の形態１ではＦＩＲフィルタ１６とＬＭＳアルゴリズム１５を用いたが、二次振動検出手段７で検出した振動をゼロに近づける適応信号処理回路であればよく、能動的消音方法で一般的に使用されているｆｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘアルゴリズムを用いたものでもよい。更に、信号処理手段８は適応信号処理ではなく、固定のタップ係数により制御音を生成する構成にしても良い。また、信号処理手段８はデジタル信号処理ではなく、アナログ信号処理回路であってもよい。
【００２９】
この発明にかかる実施の形態１によれば、能動型振動騒音制御装置において、境界面３の振動を検出する二次振動検出手段７は、騒音源１から境界面３へ騒音源１が設置された設置面である基盤面２を介して固体伝播した二次振動も合わせて検出することで、騒音源１の振動が騒音となって空間へ拡散する過程において、騒音源１の振動の固体伝播に伴う振動を含めて、騒音の根源となる二次振動を抑制するので、機器の発生する騒音を広い周波数範囲において効果的に低減することができる。
【００３０】
また、この発明にかかる実施の形態１によれば、能動型振動騒音制御装置において、騒音源１の振動を検出する原振動検出手段５をさらに備え、信号処理手段１０は、原振動検出手段５と二次振動検出手段７とにおける検出結果から、打ち消し振動信号を生成することで、騒音源１の振動が騒音となって空間へ拡散する過程において、騒音の根源となる二次振動を抑制する段階で、騒音源１の振動の検出結果に基づくフィードフォワード処理によって二次振動を抑制するので、機器の発生する騒音を広帯域に効果的に低減することができる。
【００３１】
また、この発明にかかる実施の形態１によれば、能動型振動騒音制御装置において、原振動検出手段５は、騒音源１に設置されることで、騒音源１の原振動を検出し、境界面３における振動を抑制し、騒音を広い周波数範囲において効果的に低減することができる。
【００３２】
また、この発明にかかる実施の形態１によれば、能動型振動騒音制御装置において、原振動検出手段５は、騒音源１が設置された設置面である基盤面２に設置されることで、騒音源１の原振動が固体伝播した振動を抑制し、騒音を広い周波数範囲において効果的に低減することができる。
【００３３】
また、この発明にかかる実施の形態１によれば、能動型振動騒音制御装置において、振動発生手段６は、アクチュエータであることで、境界面３における振動を打ち消す打ち消し振動を発生させ、境界面３における振動を抑制することにより騒音を広い周波数範囲において効果的に低減することができる。
【００３４】
また、この発明にかかる実施の形態１によれば、能動型振動騒音制御装置において、原振動検出手段５および二次振動検出手段７は、加速度センサ、またはマイクロフォンであることで、境界面３における振動を検出し、その振動を打ち消す打ち消し振動を用いてその振動を抑制し、騒音を広い周波数範囲において効果的に低減することができる。
【００３５】
実施の形態２．
図５は本発明の実施の形態２に係わる能動型振動騒音制御装置の基本的構成図であり、実施の形態１における原振動検出手段５と二次振動検出手段７とを集約して、二次振動検出手段７のみを用いた能動型振動騒音制御装置について説明する。
【００３６】
図５において、騒音の根源となる原振動が内在した騒音源１と、騒音源１が保持される基盤面２と、騒音源１の振動に起因する一次騒音が伝播する第１空間と、境界面の二次振動を介して二次騒音が伝播する第２空間との間に設置され、それらを分かつ境界面３と、聴取者４とが示され、騒音源１から放射される一次騒音が境界面３を伝播する過程で二次振動を生じ、二次騒音という形で放射され、聴取者４に到達して騒音として認識される。
【００３７】
さらに、境界面３に密接して配置されて境界面３の二次振動と逆相の振動を発生する振動発生手段６と、境界面３に近接又は密接して配置されて境界面３の振動を検出する二次振動検出手段７と、二次振動検出手段７出力を入力として、振動発生手段６に用いる境界面の振動を打ち消す打ち消し振動信号を生成する信号処理手段１０と、信号処理手段８出力を受けて振動発生手段６を駆動し、境界面３の振動に対する打ち消し振動を発生させる駆動制御手段９とが示されている。図中、境界面３が基盤面２と接する配置としているが、接していなくても構わない。
【００３８】
実施の形態１に記載した能動型振動騒音制御装置と異なる点は、実施の形態１では原振動検出手段５と二次振動検出手段７の２つによる振動検出結果を使用して信号処理手段８にて制御信号を生成したことに対して、本実施の形態２では二次振動検出手段７のみを使用する構成としているところである。また、それに伴って信号処理の方法が異なるため、信号処理手段１０の構成内容が異なっている。
【００３９】
図６は図５における信号処理手段１０のブロック構成図を示している。二次振動検出手段７から入力された電気信号は、入力アンプ１３により適切な信号レベルまで増幅され、Ａ／Ｄ変換器１４によりアナログ信号からデジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換器１４出力のデジタル信号はＬＭＳアルゴリズム１５に入力されるほか、ＦＩＲフィルタ１６の出力信号にＦＩＲフィルタ１９を畳み込んだ信号との差分信号がＦＩＲフィルタ１６とＬＭＳアルゴリズム１５に入力される。
【００４０】
この差分信号はＦＩＲフィルタ１６にて、ＬＭＳアルゴリズム１５により算出されたタップ係数による畳み込み演算が施された後、Ｄ／Ａ変換器１７によりデジタル信号からアナログ信号に変換され、出力アンプ１８により適切な信号レベルまで増幅され、駆動制御手段９へと出力される。
【００４１】
次に図５及び図６において、聴取者４に到達する二次騒音の抑制方法について説明する。騒音源１から放射される一次騒音は境界面３に到達して二次振動となり、二次騒音となって聴取者４に到達して騒音と認識されるのだが、境界面３においては振動発生手段６から出力される振動と干渉させた後の振動が二次振動検出手段７で検出され、入力アンプ１３とＡ／Ｄ変換器１４を介してデジタル信号に変換される。
【００４２】
ここで、実施の形態１にて記述した振動抑制方法と同等の抑制方法を行うには、ＦＩＲフィルタ１６には抑制したい振動を入力し、ＬＭＳアルゴリズム１５には式１に示した通り、入力信号となる抑制したい振動と誤差信号となる制御振動を干渉させた後の振動を入力する必要がある。ところが、二次振動検出手段７では制御振動を干渉させた後の振動しか検出することができないため、二次振動検出手段７で検出した振動から抑制したい振動を信号上で作り出すことが必要となる。
【００４３】
図７は抑制したい振動と制御振動との干渉後の振動波形ａ（図７（ａ））、制御振動の波形ｂ（図７（ｂ））、抑制したい振動の波形ｃ（図７（ｃ））を示したものである。振動の重ね合わせの原理から波形ｂ＋波形ｃ＝波形ａとなることから、波形ａから波形ｃを得るためには、波形ａと波形ｂとの差分を取ることが必要である。即ち、二次振動検出手段７で検出した干渉後の振動と制御振動との差分から抑制したい振動を作り出すことができる。
【００４４】
図８はＦＩＲフィルタ１６から出力される制御信号が振動となって振動発生手段６から出力された後、二次振動検出手段７で検出され、信号処理手段１０に入力される経路を示した図である。Ｄ／Ａ変換器１７、出力アンプ１８、駆動制御手段９、振動発生手段６から二次振動検出手段７までの振動経路、二次振動検出手段７、入力アンプ１３、Ａ／Ｄ変換器１４を経ている。この経路がもつ伝達特性をＨとすると、図６のＦＩＲフィルタ１９は、この伝達特性Ｈを推定したものである。ＦＩＲフィルタ１６の出力信号に対してＦＩＲフィルタ１９を畳み込むことで、制御振動を二次振動検出手段７にて検出した波形ｂとして推定でき、二次振動検出手段７にて検出した干渉後の波形ａとの差分をとることで、抑制したい波形ｃが生成されることになる。
【００４５】
このようにして生成した抑制したい波形ｃが、入力信号としてＬＭＳアルゴリズム１５及びＦＩＲフィルタ１６に供給される。ＬＭＳアルゴリズム１５でタップ係数が更新されたＦＩＲフィルタ１６を通過したデジタル信号は、Ｄ／Ａ変換器１７にてアナログ信号に変換され、出力アンプ１８にて適切な信号レベルまで増幅され、駆動制御手段９へと出力され、振動発生手段６から境界面３に制御振動を出力する。
【００４６】
一方、境界面３に近接又は密接して配置される二次振動検出手段７においては、騒音源１から放射される一次騒音が境界面３に到達して生ずる二次振動に、振動発生手段６により発生される振動を干渉させた後の振動が検出される。また、前述のＬＭＳアルゴリズム１５の誤差信号には二次振動検出手段７で検出された振動を入力しているため、この干渉後の振動をゼロに近づけるようにＦＩＲフィルタ１６のタップ係数が更新されることになる。その結果、ＦＩＲフィルタ１６を通過した制御振動により、境界面３における二次振動を抑制することができ、聴取者４に到達する二次騒音を低減することができる。
【００４７】
図１０は図５の構成を更に単純化した構成について示している図であり、騒音源１からの騒音が聴取者４に直接届く場合を示している。境界面３は存在せず、抑制する対象は二次振動ではなく原振動であり、振動発生手段６と原振動検出手段５が共に騒音源１に近接又は密接して配置されている。振動を抑制する動作については、図５及び図６の説明において、二次振動検出手段７を原振動検出手段５に、二次振動を原振動に読み替えて同等なので省略する。
【００４８】
以上に説明した能動型振動騒音制御は、フィードバック制御システムと呼ばれるものであり、振動が騒音となって空間へ拡散する過程において、二次騒音の根源となる二次振動を抑制する段階で、二次振動検出結果自身を使用して二次振動を抑制するので、小型の振動制御系を構築し易く、機器の発生する騒音を効果的に低減することができる。また、原振動と二次振動の関連度（コヒーレンス）が低い場合でも振動制御が可能であり、二次騒音の低減ができる。
【００４９】
図９は本発明の実施の形態２に係わる能動型振動騒音制御装置の基本構成を補足する説明図である。騒音源１から一次騒音が放射され、空間を伝播して境界面３に到達して二次振動となる過程とは別に、原振動が基盤面２を固体伝播して境界面３に到達して二次振動となる過程を合わせて、境界面３の二次振動が元となって聴取者４に二次騒音が到達する場合を示している。原振動のエネルギーが複数の経路を通って境界面３に到達していること以外、聴取者４に到達する騒音を低減する仕組みについては前述と同様である。
【００５０】
因みに、図５、図９において、境界面３の二次振動を境界面３と垂直に近い方向として記載しているが、振動はこの方向に限る訳ではなく、境界面と水平な方向の振動成分と複合的な振動であることは言うまでもない。また、振動発生手段６と二次振動検出手段７が離れて存在するように便宜上図示しているが、この形態に限るわけではなく、両者を限りなく近づける、或いは完全に重ねて配置する構成としても構わない。
【００５１】
二次振動検出手段７の具体例としては、振動を検出するために加速度センサを検出対象に密着して構成したり、コンデンサマイクロフォンを近接或いは密接して構成する方法が考えられる。振動発生手段６の具体例としては、電動型アクチュエータや圧電型アクチュエータ、超磁歪アクチュエータなど、電気信号を機械振動に変換する素材を使用する構成が考えられる。
【００５２】
一方、信号処理手段１０にて、本実施の形態ではＦＩＲフィルタ１６とＬＭＳアルゴリズム１５を用いたが、二次振動検出手段７で検出した振動をゼロに近づける適応信号処理回路であればよく、能動的消音方法で一般的に使用されているｆｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘアルゴリズムを用いたものでもよい。更に、信号処理手段１０は適応信号処理ではなく、固定のタップ係数により制御音を生成する構成にしても良い。また、信号処理手段１０はデジタル信号処理ではなく、アナログ信号処理回路であってもよい。
【００５３】
図１１は本発明の実施の形態２に係わる能動型振動騒音制御装置のその他の適用例を示す図である。即ち、境界面３が例えば建物の窓や薄い壁であって、屋外と屋内を分かち、屋外の各種騒音源、例えば飛行機、自動車、工場などからの一次騒音が届く場合に、境界面３の二次振動を経て屋内の聴取者４まで二次騒音が到達する訳であるが、図５にて説明したように境界面３の振動を抑えることにより、屋内騒音を低減することもできる。
【００５４】
この発明にかかる実施の形態２によれば、能動型振動騒音制御装置において、境界面３の振動を検出する二次振動検出手段７を備え、境界面３は、騒音源１の振動に起因する一次騒音が伝播する第１空間と、境界面３の二次振動を介して二次騒音が伝播する第２空間との間に設置され、境界面３に設置された振動発生手段６と、二次振動検出手段７における検出結果から、打ち消し振動信号を生成する信号処理手段１０と、打ち消し振動信号に対応して、境界面３の振動に対する打ち消し振動を振動発生手段６において発生させる駆動制御手段９とをさらに備えることで、騒音源１の振動が騒音となって第１空間および第２空間へ拡散する過程において、騒音の根源となる二次振動を境界面３において抑制するので、機器の発生する騒音を広い周波数範囲において効果的に低減することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１  騒音源、２  基盤面、３  境界面、４  聴取者、５  原振動検出手段、６  振動発生手段、７  二次振動検出手段、８，１０  信号処理手段、９  駆動制御手段、１１，１３  入力アンプ、１２，１４  Ａ／Ｄ変換器、１５  ＬＭＳアルゴリズム、１６，１９  ＦＩＲフィルタ、１７  Ｄ／Ａ変換器、１８  出力アンプ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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