(57)【要約】【課題】無駄な消費電力を低減しつつ、適切な消音を可能にすることができる能動型消音装置を提供する。【解決手段】対象エリア１０の内外にそれぞれ参照信号検出器３１，３２を配置する。これらの検出器３１，３２の信号rOUT，rINに基づいて一方を参照信号として選択し、選択した参照信号および誤差信号eに基づいて誤差信号eを小さくするように適応制御を行い、適応制御の出力値に基づいてスピーカを駆動する。【選択図】図２
2014066926.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象エリアを区画する仕切材の外側に配置され、前記仕切材の外側における騒音または振動を外側参照信号（rOUT）として検出する第一参照信号検出器と、
前記仕切材の内側に配置され、前記仕切材の内側における騒音または振動を内側参照信号（rIN）として検出する第二参照信号検出器と、
前記対象エリア内における消音対象位置に配置され、当該消音対象位置における音を誤差信号（e）として検出する誤差信号検出器と、
前記対象エリア内に配置され、制御音を発生するスピーカと、
前記外側参照信号（rOUT）および前記内側参照信号（rIN）に基づいて前記外側参照信号（rOUT）および前記内側参照信号（rIN）の一方を参照信号として選択すると共に、選択した前記参照信号および前記誤差信号（e）に基づいて前記誤差信号（e）を小さくするように適応制御を行い、前記適応制御の出力値に基づいて前記スピーカを駆動するコントローラと、
を備える、能動型消音装置。
【請求項２】
前記コントローラは、前記外側参照信号（rOUT）が第一閾値（ThOUT）を超えておらず、かつ、前記内側参照信号（rIN）が第二閾値（ThIN）を超えていない場合に、前記適応制御を停止する、請求項１の能動型消音装置。
【請求項３】
前記コントローラは、
前記適応制御の停止時に、前記内側参照信号（rIN）が前記第二閾値（ThIN）を超えていない状態の時に前記外側参照信号（rOUT）が前記第一閾値（ThOUT）を超えた場合に、
前記内側参照信号（rIN）を前記参照信号として選択する、請求項２の能動型消音装置。
【請求項４】
前記コントローラは、
前記適応制御の停止時に、前記外側参照信号（rOUT）が前記第一閾値（ThOUT）を超えた後に前記内側参照信号（rIN）が前記第二閾値（ThIN）を超えた場合において、
さらに、前記外側参照信号（rOUT）が前記第一閾値（ThOUT）を超えた時から前記内側参照信号（rIN）が前記第二閾値（ThIN）を超えた時までの時間（Ta）が第一設定時間（ΔTa1）を超えた場合に、前記内側参照信号（rIN）を前記参照信号として選択し、
前記時間（Ta）が第一設定時間（ΔTa1）以内の場合に前記外側参照信号（rOUT）を前記参照信号として選択する、請求項３の能動型消音装置。
【請求項５】
前記コントローラは、
前記適応制御の停止時に、前記外側参照信号（rOUT）が前記第一閾値（ThOUT）を超えていない状態の時に前記内側参照信号（rIN）が前記第二閾値（ThIN）を超えた直後において、
前記適応制御の停止状態を継続する、請求項２〜４の何れか一項の能動型消音装置。
【請求項６】
前記コントローラは、
前記適応制御の停止時に、前記外側参照信号（rOUT）が前記第一閾値（ThOUT）を超えていない状態の時に前記内側参照信号（rIN）が前記第二閾値（ThIN）を超えた時からの経過時間（Tb）が第二設定時間（ΔTb）を超えた場合に、
前記外側参照信号（rOUT）を前記参照信号として選択する、請求項５の能動型消音装置。
【請求項７】
前記コントローラは、
前記適応制御の停止時に、前記内側参照信号（rIN）が前記第二閾値（ThIN）を超えた後に前記外側参照信号（rOUT）が前記第一閾値（ThOUT）を超えた場合に、
前記外側参照信号（rOUT）を前記参照信号として選択する、請求項５の能動型消音装置。
【請求項８】
前記コントローラは、
前記内側参照信号（rIN）を前記参照信号として前記適応制御を行っている時に、前記外側参照信号（rOUT）が前記第一閾値（ThOUT）を超えた時から前記内側参照信号（rIN）が前記第二閾値（ThIN）を超えた時までの時間（Ta）が第三設定時間（ΔTa2）を超えた場合に、
前記適応制御を停止する、または、前記参照信号を前記内側参照信号（rIN）から前記外側参照信号（rOUT）に切り替える、請求項２〜７の何れか一項の能動型消音装置。
【請求項９】
前記コントローラは、
前記内側参照信号（rIN）を前記参照信号として前記適応制御を行っている時に、前記時間（Ta）が第三設定時間（ΔTa2）を超えた場合に、
さらに前記外側参照信号（rOUT）が前記第一閾値（ThOUT）を超えていない時に前記適応制御を停止し、
前記外側参照信号（rOUT）が前記第一閾値（ThOUT）を超えている時に前記参照信号を前記内側参照信号（rIN）から前記外側参照信号（rOUT）に切り替える、請求項８の能動型消音装置。
【請求項１０】
前記コントローラは、
前記外側参照信号（rOUT）を前記参照信号として前記適応制御を行っている時に、前記外側参照信号（rOUT）が前記第一閾値（ThOUT）を下回った時からの経過時間（Tc）が第四設定時間（ΔTc）を超えた場合に、
前記適応制御を停止する、請求項２〜９の何れか一項の能動型消音装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、仕切材により区画された対象エリア内の消音対象位置における騒音を低減する能動型消音装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特定エリア内における騒音を低減する装置が、特許文献１，２に記載されている。特許文献１には、部屋の窓の外部に設けたマイクロフォンの信号を参照信号とし、部屋内のマイクロフォンの信号を誤差信号とし、これらの信号を基に部屋内に設けたスピーカを駆動して部屋内のマイクロフォン近傍の騒音を抑制することが記載されている。
【０００３】
特許文献２には、運転席において、カーステレオなどの必要な音声信号を消去せず、騒音成分のみを消去することが記載されている。具体的には、特許文献２には、運転席に配置されたマイクロフォンにより騒音信号、カーステレオの音声信号および制御信号を取り込み、これらの信号の中から騒音成分を含み得る音声信号成分を取り出し、この成分とカーステレオの音声信号との差に応じた誤差信号を出力することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２４０７７６号公報
【特許文献２】特開２００１−５１６８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
参照信号検出器を対象エリア外に設置している場合に、対象エリア内に影響のない騒音を検知したときにも、適応制御を実行することがある。このような場合には、適応制御による演算処理の電力を消費することになる。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、無駄な消費電力を低減しつつ、適切な消音を可能にすることができる能動型消音装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本手段に係る能動型消音装置は、対象エリアを区画する仕切材の外側に配置され、仕切材の外側における騒音または振動を外側参照信号（rOUT）として検出する第一参照信号検出器と、仕切材の内側に配置され、仕切材の内側における騒音または振動を内側参照信号（rIN）として検出する第二参照信号検出器と、対象エリア内における消音対象位置に配置され、当該消音対象位置における音を誤差信号（e）として検出する誤差信号検出器と、対象エリア内に配置され、制御音を発生するスピーカと、外側参照信号（rOUT）および内側参照信号（rIN）に基づいて外側参照信号（rOUT）および内側参照信号（rIN）の一方を参照信号として選択すると共に、選択した参照信号および誤差信号（e）に基づいて誤差信号（e）を小さくするように適応制御を行い、適応制御の出力値に基づいてスピーカを駆動するコントローラとを備える。
【０００８】
つまり、参照信号検出器を２つ設置しておき、検出された外側参照信号（rOUT）および内側参照信号（rIN）に基づいて外側参照信号（rOUT）および内側参照信号（rIN）の一方を参照信号として選択する。従って、常に仕切材の外側に設置されている外側参照信号（rOUT）を用いるのではなく、内側参照信号（rIN）を用いる場合がある。内側参照信号（rIN）を用いて適応制御を行うのであれば、無駄な演算処理を行うことはなく、無駄な消費電力を低減できる。
【０００９】
ただし、内側参照信号（rIN）のみを参照信号とすると、対象エリア内において例えば人の声など、消音すべきでない音まで消音するおそれがある。そのような時には、外側参照信号（rOUT）を用いて適応制御を行うことができる。
【００１０】
好ましくは、コントローラは、外側参照信号（rOUT）が第一閾値（ThOUT）を超えておらず、かつ、内側参照信号（rIN）が第二閾値（ThIN）を超えていない場合に、適応制御を停止する。両方の参照信号が閾値を超えていない場合には、当該装置を動作させたとしても、そもそも騒音が小さいため、消音効果を期待できない。このような時に、適応制御を停止させることで、当該装置による無駄な消費電力を低減できる。
【００１１】
好ましくは、コントローラは、適応制御の停止時に、内側参照信号（rIN）が第二閾値（ThIN）を超えていない状態の時に外側参照信号（rOUT）が第一閾値（ThOUT）を超えた場合に、内側参照信号（rIN）を参照信号として選択する。つまり、外側参照信号（rOUT）が第一閾値（ThOUT）を超えたことがトリガーとなって、内側参照信号（rIN）に基づいて適応制御が開始される。このように、外側参照信号（rOUT）により適応制御が行われるのではないため、無駄な演算処理を行うことがないため、結果として無駄な消費電力を低減できる。
【００１２】
好ましくは、コントローラは、適応制御の停止時に、外側参照信号（rOUT）が第一閾値（ThOUT）を超えた後に内側参照信号（rIN）が第二閾値（ThIN）を超えた場合において、さらに、外側参照信号（rOUT）が第一閾値（ThOUT）を超えた時から内側参照信号（rIN）が第二閾値（ThIN）を超えた時までの時間（Ta）が第一設定時間（ΔTa1）を超えた場合に、内側参照信号（rIN）を参照信号として選択し、時間（Ta）が第一設定時間（ΔTa1）以内の場合に外側参照信号（rOUT）を参照信号として選択する。
【００１３】
対象エリア外での騒音に対して、第一参照信号検出器による検出時刻と、第二参照信号検出器による検出時刻とにはずれがある。そこで、外側参照信号（rOUT）が第一閾値（ThOUT）を超えた時から内側参照信号（rIN）が第二閾値（ThIN）を超えた時までの時間（Ta）が第一設定時間（ΔTa1）を超えた場合とは、内側参照信号が、対象エリア外の騒音の影響であると判断できる。このときは、内側参照信号（rIN）を参照信号として選択する。つまり、無駄な消費電力を低減しつつ、確実に、外の騒音を低減できる。
【００１４】
一方、時間（Ta）が第一設定時間（ΔTa1）以内の場合には、第二参照信号検出器は、対象エリア外での騒音を検出する前に、対象エリア内での音を検出した場合に相当する。このような場合には、外側参照信号（rOUT）を参照信号として選択することで、対象エリア内にて発生した消音すべきでない音を消音しなくて済む。
【００１５】
好ましくは、コントローラは、適応制御の停止時に、外側参照信号（rOUT）が第一閾値（ThOUT）を超えていない状態の時に内側参照信号（rIN）が第二閾値（ThIN）を超えた直後において、適応制御の停止状態を継続する。当該状態とは、外側の第一参照信号検出器により騒音を検出するよりも前に、内側の第二参照信号検出器により音を検出した状態である。このような時には、消音すべきでない音が、対象エリア内にて発生したと考えられる。そこで、適応制御の停止状態を継続することで、当該音を消音しないようにできる。
【００１６】
好ましくは、コントローラは、適応制御の停止時に、外側参照信号（rOUT）が第一閾値（ThOUT）を超えていない状態の時に内側参照信号（rIN）が第二閾値（ThIN）を超えた時からの経過時間（Tb）が第二設定時間（ΔTb）を超えた場合に、外側参照信号（rOUT）を参照信号として選択する。
【００１７】
つまり、長時間に亘って対象エリア内にて音が発生し続けている状態では、消音すべき音が含まれている可能性がある。この場合には、外側参照信号（rOUT）を参照信号として適応制御を行う。ここで、高周波帯域の人の声は、壁や窓などの仕切材によって減衰する。そこで、対象エリア内の人の声は、仕切材にて減衰する結果、外側参照信号（rOUT）によって検出されない。つまり、外側参照信号（rOUT）を参照信号として適応制御を実行することで、対象エリア内の人の声を消音することなく、それ以外の消音すべき騒音を低減できる。
【００１８】
好ましくは、コントローラは、適応制御の停止時に、内側参照信号（rIN）が第二閾値（ThIN）を超えた後に外側参照信号（rOUT）が第一閾値（ThOUT）を超えた場合に、外側参照信号（rOUT）を参照信号として選択する。
【００１９】
つまり、対象エリア内で音が発生した後に、対象エリア外でも騒音が検出した状態に相当する。この場合とは、対象エリア外で騒音が発生した場合、および、対象エリア内で発生した音が対象エリア外でも検出できる程度に大きな音である場合である。これらの場合には、対象エリア内では、消音すべきでない人の音などが生じている可能性があるため、内側参照信号（rIN）を参照信号としないことで、人の声などを消音しなくて済む。一方、対象エリア外で騒音を検出できる程度の音は低減する必要がある。そこで、外側参照信号（rOUT）を参照信号とすることで、確実に当該騒音を低減できる。
【００２０】
好ましくは、コントローラは、内側参照信号（rIN）を参照信号として適応制御を行っている時に、外側参照信号（rOUT）が第一閾値（ThOUT）を超えた時から内側参照信号（rIN）が第二閾値（ThIN）を超えた時までの時間（Ta）が第三設定時間（ΔTa2）を超えた場合に、適応制御を停止する、または、参照信号を内側参照信号（rIN）から外側参照信号（rOUT）に切り替える。
【００２１】
内側参照信号（rIN）を参照信号として適応制御を行っている時に、対象エリア内にて消音すべきでない人の声などが生じるおそれがある。そのため、内側参照信号（rIN）を参照信号として適応制御を行うことを長時間継続させるべきではない。そこで、このような時に、適応制御を停止するか、もしくは、参照信号を内側参照信号（rIN）から外側参照信号（rOUT）に切り替えるかにより、消音すべきでない音が生じたときに、消音せずに済む。
【００２２】
この場合、好ましくは、コントローラは、内側参照信号（rIN）を参照信号として適応制御を行っている時に、時間（Ta）が第三設定時間（ΔTa2）を超えた場合に、さらに外側参照信号（rOUT）が第一閾値（ThOUT）を超えていない時に適応制御を停止し、外側参照信号（rOUT）が第一閾値（ThOUT）を超えている時に参照信号を内側参照信号（rIN）から外側参照信号（rOUT）に切り替える。
【００２３】
つまり、内側参照信号（rIN）を参照信号として適応制御を行っている時に、対象エリア外にて騒音が発生した場合には、外側参照信号（rOUT）を参照信号とする。これにより、対象エリア外での騒音を低減できる。一方、内側参照信号（rIN）を参照信号として適応制御を行っている時に、対象エリア外にて騒音が発生しないのであれば、適応制御を停止させる。これにより、対象エリア内における消音すべきでない人の声などを消音せずに済むと共に、無駄な消費電力を低減できる。
【００２４】
また、好ましくは、コントローラは、外側参照信号（rOUT）を参照信号として適応制御を行っている時に、外側参照信号（rOUT）が第一閾値（ThOUT）を下回った時からの経過時間（Tc）が第四設定時間（ΔTc）を超えた場合に、適応制御を停止する。
【００２５】
これにより、消費減力の低減を図ることができる。外側参照信号（rOUT）が第一閾値（ThOUT）を下回って直ちに適応制御を停止するのではなく、経過時間（Tc）が第四設定時間（ΔTc）を超えた場合に適応制御を停止する。これにより、対象エリア外での騒音が、仕切材を通って対象エリア内に伝達される時間を考慮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態における能動型消音装置を建物に適用した構成を示す。
【図２】図１のコントローラの構成を示す制御ブロック図である。
【図３】図２の切替器による処理のうち、制御停止中に実行する処理のフローチャートである。
【図４】図２の切替器による処理の内、内側参照信号rINを参照信号とする適応制御を実行している時の処理のフローチャートである。
【図５】図２の切替器による処理の内、外側参照信号rOUTを参照信号とする適応制御を実行している時の処理のフローチャートである。
【図６】case1における外側参照信号rOUTおよび内側参照信号rINを示し、ハッチングにて適応制御を行う時を示す。
【図７】case2における外側参照信号rOUTおよび内側参照信号rINを示し、ハッチングにて適応制御を行う時を示す。
【図８】case3における外側参照信号rOUTおよび内側参照信号rINを示し、ハッチングにて適応制御を行う時を示す。
【図９】case4における外側参照信号rOUTおよび内側参照信号rINを示し、ハッチングにて適応制御を行う時を示す。
【図１０】case5における外側参照信号rOUTおよび内側参照信号rINを示し、ハッチングにて適応制御を行う時を示す。
【図１１】case6における外側参照信号rOUTおよび内側参照信号rINを示し、ハッチングにて適応制御を行う時を示す。
【図１２】case7における外側参照信号rOUTおよび内側参照信号rINを示し、ハッチングにて適応制御を行う時を示す。
【図１３】case8における外側参照信号rOUTおよび内側参照信号rINを示し、ハッチングにて適応制御を行う時を示す。
【図１４】case9における外側参照信号rOUTおよび内側参照信号rINを示し、ハッチングにて適応制御を行う時を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本実施形態の能動型消音装置は、壁や窓などの仕切材により区画された対象エリア内の消音対象位置における騒音を低減する。本実施形態の当該装置は、例えば、建物の部屋を対象エリアとし、当該部屋内に設置された椅子に着座している人が、主として屋外の騒音を感じないようにする。つまり、ここでは、消音対象位置は、椅子のヘッドレストとする。
【００２８】
なお、本実施形態においては、対象エリアを建物の部屋とし、対象エリア外を屋外とするが、これに限られるものではない。対象エリアを建物のある部屋としたときに、対象エリア外を当該部屋に隣接する他の部屋や廊下など建物内とすることもできる。
【００２９】
（能動型消音装置の配置）
図１に示すように、能動型消音装置における消音の対象エリア１０を壁１１、窓１２、天井１３などの仕切材により区画された部屋とする。そして、消音対象位置は、対象エリア１０内の椅子２０のヘッドレストとする。そして、能動型消音装置は、第一参照信号検出器３１（以下、「外側参照センサ」と称する）と、第二参照信号検出器３２（以下、「内側参照センサ」と称する）と、誤差信号検出器４０（以下、「誤差センサ」と称する）と、スピーカ５０と、コントローラ６０とを備える。
【００３０】
外側参照センサ３１は、対象エリア１０の外側であって、窓１２または壁１１の外側面に配置される。外側参照センサ３１は、マイクロフォンまたは加速度センサであり、設置位置における音または振動である外側参照信号rOUTを検出する。外側参照センサ３１は、例えば、屋外での車や電車の走行による騒音、風の音、屋外を歩行している人の声などを検出する。また、外側参照センサ３１は、対象エリア１０内にて発生した音が、壁１１や窓１２を通過して伝達された音または振動も検出する。
【００３１】
内側参照センサ３２は、対象エリア１０の内側であって、窓１２または壁１１の内側面に配置される。内側参照センサ３２は、マイクロフォンまたは加速度センサであり、設置位置における音または振動である内側参照信号rINを検出する。内側参照センサ３２は、例えば、対象エリア１０内で、人の声などを検出する。また、内側参照センサ３２は、屋外で発生した音が壁１１などを通過して伝達された音または振動も検出する。
【００３２】
誤差センサ４０は、対象エリア１０内における消音対象位置である椅子２０のヘッドレストに設置されたマイクロフォンであり、当該設置位置における誤差信号eを検出する。つまり、誤差信号eには、対象エリア１０の内外にて発生した音とスピーカ５０により発生した制御音とが合成された音である。スピーカ５０は、誤差センサ４０と同様に、椅子２０のヘッドレストに配置され、誤差信号eを小さくするような制御音を発生する。
【００３３】
コントローラ６０は、参照信号rOUT，rINと誤差信号eに基づいて誤差信号eを小さくするように適応制御を行う。コントローラ６０は、適応制御の出力値に基づいて、スピーカ５０を駆動する。ここで、適応制御において、参照信号として、外側参照信号rOUTおよび内側参照信号rINの一方を選択して適用する。つまり、コントローラ６０は、外側参照信号rOUTおよび内側参照信号rINに基づいて、外側参照信号rOUTおよび内側参照信号（rIN）の一方を参照信号として選択する。そして、コントローラ６０は、選択した参照信号および誤差信号eに基づいて適応制御を行う。
【００３４】
（コントローラの詳細構成）
コントローラ６０の詳細構成について、図２を参照して説明する。図２に示すように、コントローラ６０は、切替器６１と、第一適応制御部６２と、第二適応制御部６３とを備える。切替器６１は、外側参照信号rOUTと内側参照信号rINに基づいて、第一適応制御部６２を実行するのか、第二適応制御部６３を実行するのかを決定する。この切替器６１の処理の詳細は後述する。
【００３５】
第一適応制御部６２は、切替器６１によって第一適応制御部６２が選択されている場合に、外側参照信号rOUTを参照信号とし、当該参照信号と誤差信号eとに基づいて適応制御を行う。本実施形態においては、適応制御アルゴリズムの例として、Filtered-X LMSアルゴリズムを適用する。つまり、第一適応制御部６２は、適応制御により、誤差信号eを小さくするように出力値u1を算出する。そして、出力値u1に基づいて、スピーカ５０が駆動される。
【００３６】
また、第二適応制御部６３は、切替器６１によって第二適応制御部６３が選択されている場合に、内側参照信号rINを参照信号とし、当該参照信号と誤差信号eとに基づいて適応制御を行う。第一適応制御部６２は、Filtered-X LMSアルゴリズムの適応制御により、誤差信号eを小さくするように出力値u2を算出する。そして、出力値u2に基づいて、スピーカ５０が駆動される。
【００３７】
ここで、Filtered-X LMSアルゴリズムによる適応制御の場合には、予め二次経路における伝達特性の同定値G1h,G2hを用いる。なお、図面においては、記号の上に付している「＾」は、ハットと称し、同定値を意味する。ただし、記載の都合上、文章中においては、「＾」を「ｈ」として記載する。
【００３８】
なお、適応制御として、Filtered-X LMSアルゴリズムの他に、LMSアルゴリズム、RLSアルゴリズム、FDAアルゴリズム、直接法LMSアルゴリズム、直接法RLSアルゴリズム、直接法FDAアルゴリズムを適用することもできる。
【００３９】
（切替器の処理）
次に、コントローラ６０の切替器６１の処理について、図３〜図５を参照して説明する。まず、図３を参照して、現在制御停止中の場合の処理について説明する。
【００４０】
最初に、制御停止中か否かを判定し（S1）、停止中でなければ当該処理を終了する。制御停止中の場合には(S1:Y)、外側参照信号rOUTが第一閾値ThOUTを超えたか否かを判定する（S2）。続いて、外側参照信号rOUTが第一閾値ThOUTを超えた場合には（S2:Y）、タイマーTaをスタートする（S3）。
【００４１】
続いて、内側参照信号rINが第二閾値ThINを超えたか否かを判定する（S4）。内側参照信号rINが第二閾値ThINを超えていない場合には（S4:N）、内側参照信号rINを参照信号として適応制御を行う（S6）。つまり、コントローラ６０の第二適応制御部６３が実行される。そして、処理を終了する。
【００４２】
ステップS4において、内側参照信号rINが第二閾値ThINを超えた場合には（S4:Y）、さらにタイマーTaが設定時間ΔTa1を超えたか否かを判定する（S5）。この設定時間ΔTa1は、外側参照センサ３１と内側参照センサ３２との音または振動の伝達時間相当に設定する。設定時間ΔTa1は、例えば、1sec程度とする。タイマーTaが設定時間ΔTa1を超えた場合には（S5:Y）、内側参照信号rINを参照信号として適応制御を行う（S6）。つまり、コントローラ６０の第二適応制御部６３が実行される。そして、処理を終了する。
【００４３】
一方、ステップS5において、タイマーTaが設定時間ΔTa1を超えていない場合には（S5:N）、外側参照信号rOUTを参照信号として適応制御を行う（S10）。つまり、コントローラ６０の第一適応制御部６２が実行される。そして、タイマーTaをリセットして（S11）、処理を終了する。
【００４４】
ステップS2において、外側参照信号rOUTが第一閾値ThOUTを超えていな場合には（S2:N）、さらに、内側参照信号rINが第二閾値ThINを超えたか否かを判定する（S7）。内側参照信号rINが第二閾値ThINを超えていない場合には（S7:N）、処理を終了する。つまり、制御停止状態を継続する。
【００４５】
一方、ステップS7において、内側参照信号rINが第二閾値ThINを超えた場合には（S7:Y）、タイマーTbをスタートする（S8）。続いて、外側参照信号rOUTが第一閾値ThOUTを超えたか否かを判定する（S9）。外側参照信号rOUTが第一閾値ThOUTを超えた場合には（S9:Y）、外側参照信号rOUTを参照信号として適応制御を行う（S10）。つまり、コントローラ６０の第一適応制御部６２が実行される。そして、処理を終了する。
【００４６】
ステップS9において、外側参照信号rOUTが第一閾値ThOUTを超えていない場合には（S9:N）、さらにタイマーTbが設定時間ΔTbを超えたか否かを判定する（S12）。この設定時間ΔTbは、例えば、5sec程度とする。タイマーTbが設定時間ΔTbを超えていない場合には（S12:N）、ステップS9に戻り判定を繰り返す。
【００４７】
ステップS12において、タイマーTbが設定時間ΔTbを超えた場合には、内側参照信号rINが第二閾値ThINを超えたか否かを判定する（S13）。内側参照信号rINが第二閾値ThINを超えている場合には（S13:Y）、外側参照信号rOUTを参照信号として適応制御を行う（S10）。つまり、コントローラ６０の第一適応制御部６２が実行される。そして、タイマーTbをリセットして（S11）、処理を終了する。一方、ステップS13において、内側参照信号rINが第二閾値ThINを超えていない場合には（S13:N）、処理を終了する。つまり、制御停止状態を継続する。
【００４８】
次に、図４を参照して、内側参照信号rINを参照信号として適応制御を行っている場合の処理について説明する。現在、内側参照信号rINを参照信号として適応制御を行っているか否かを判定し（S21）、当該適応制御中でなければ、当該処理を終了する。
【００４９】
当該適応制御中の場合には（S21:Y）、タイマーTa（図３のステップS3でスタートしたタイマー）が、設定時間ΔTa2を超えたか否かを判定する（S22）。この設定時間ΔTa2は、例えば、5sec程度とする。タイマーTaが設定時間ΔTa2を超えていない場合には（S22:N）、タイマーTaが設定時間ΔTa2を超えるまでステップS22の判定を継続する。
【００５０】
続いて、タイマーTaが設定時間ΔTa2を超えた場合には（S22:Y）、外側参照信号rOUTが第一閾値ThOUTを超えたか否かを判定する（S23）。外側参照信号rOUTが第一閾値ThOUTを超えた場合には（S23:Y）、外側参照信号rOUTを参照信号としての適応制御に切り替える（S24）。つまり、コントローラ６０は、第二適応制御部６３による処理から、第一適応制御部６２による処理に変更される。そして、タイマーTaをリセットして（S25）、処理を終了する。一方、ステップS23において、外側参照信号rOUTが第一閾値ThOUTを超えていない場合には（S23:N）、制御を停止して（S26）、処理を終了する。
【００５１】
次に、図５を参照して、外側参照信号rOUTを参照信号として適応制御を行っている場合の処理について説明する。現在、外側参照信号rOUTを参照信号として適応制御を行っているか否かを判定し（S31）、当該適応制御中でなければ、当該処理を終了する。
【００５２】
当該適応制御中の場合には（S31:Y）、外側参照信号rOUTが第一閾値ThOUTを超えたか否かを判定する（S32）。外側参照信号rOUTが第一閾値ThOUTを超えている場合には（S32:Y）、ステップS32の処理を継続する。
【００５３】
一方、ステップS32において、外側参照信号rOUTが第一閾値ThOUTを超えていない場合には（S32:N）、タイマーTcをスタートする（S33）。続いて、タイマーTcが設定時間ΔTcを超えたか否かを判定し（S34）、タイマーTcが設定時間ΔTcを超えるまで判定を継続する。設定時間ΔTcは、例えば、5sec程度とする。そして、タイマーTcが設定時間ΔTcを超えた場合には（S34:Y）、制御を停止し（S35）、タイマーTcをリセットした後に処理を終了する（S36）。
【００５４】
（具体的なケース）
次に、図６〜図１４を参照して、具体的なケースを挙げて、切替器６１の動作について説明する。図６〜図１４において、時間軸を中心として上側が外側参照信号rOUTの出力値を示し、下側が内側参照信号rINの出力値を示す。また、ハッチングは、適応制御を行っている状態を示し、適応制御の参照信号を示す。
【００５５】
（case1）図６を参照する。対象エリア１０外で騒音が発生し、対象エリア１０内では人の声など消音すべきでない音は存在しない場合である。例えば、対象エリア１０の外で、車が通過した場合に相当する。
【００５６】
このとき、図６に示すように、まず外側参照信号rOUTが第一閾値ThOUTを超える。その後に、壁１１および窓１２を伝達して、内側参照信号rINが第二閾値ThINを超える。つまり、外側参照信号rOUTが第一閾値ThOUTを超えた時から内側参照信号rINが第二閾値ThINを超えた時までの時間Taは、設定時間ΔTa1より大きくなる。従って、ここまでの説明では、図３のS1:Y→S2:Y→S3→S4:Y→S5:Yとなり、S6において、内側参照信号rINを参照信号として適応制御を行うことになる。
【００５７】
ここでは、図６に示すように、外側参照信号rOUTが第一閾値ThOUTを超え続ける時間Taは、ΔTa2（5sec）以内とする。時間Taが設定時間ΔTa2を超えるまでの間は、図４のS21:Y→S22:Nとなり、内側参照信号rINを参照信号として適応制御が行われる。
【００５８】
つまり、外側参照信号rOUTが第一閾値ThOUTを超えたことがトリガーとなって、内側参照信号rINに基づいて適応制御が開始される。ここで、対象エリア１０内の消音対象位置における騒音は、当然ながら、対象エリア１０内で観測され得る騒音である。そこで、内側参照信号rINに基づいて適応制御が行われることで、高精度に騒音の低減を図ることができる。さらに、外側参照信号rOUTに基づいて適応制御が行われるのではないため、対象エリア１０内に影響のない騒音であれば、第二適応制御部６３における適応フィルタの更新はされない。従って、無駄な演算処理を行うことはなく、無駄な消費電力を低減できる。
【００５９】
本ケースによれば、対象エリア１０外で騒音が発生した場合に、内側参照信号rINが第二閾値ThINを超えている。これは、外側参照センサ３１と内側参照センサ３２との間の伝達特性の影響である。つまり、対象エリア１０外での騒音に対して、外側参照センサ３１による検出時刻と、内側参照センサ３２による検出時刻とにはずれがある。そこで、外側参照信号rOUTが第一閾値ThOUTを超えた時から内側参照信号rINが第二閾値ThINを超えた時までの時間Taが設定時間ΔTa1を超えた場合とは、内側参照信号が、対象エリア外の騒音の影響であると判断できる。このときは、内側参照信号rINを参照信号として選択する。つまり、無駄な消費電力を低減しつつ、確実に、対象エリア１０外の騒音を低減できる。
【００６０】
さらに、時間Taが設定時間ΔTa2を超えた後に、外側参照信号rOUTが、第一閾値ThOUTを超えていなければ、適応制御部６２，６３は停止している。このような場合には、適応制御部６２，６３を動作させたとしても、そもそも騒音が小さいため、消音効果を期待できない。従って、常に適応制御を行わず停止させることで、無駄な演算処理を行わないことにより、無駄な消費電力を低減できる。
【００６１】
(case2) 図７を参照する。case2は、case1（図６）と同様に、対象エリア１０外で騒音が発生し、対象エリア１０内では人の声など消音すべきでない音は存在しない場合である。ただし、case2は、case1（図６）に対して、騒音発生時間が長いものとする。例えば、対象エリア１０の外で、電車が通過した場合に相当する。
【００６２】
図７に示すように、図３のS1:Y→S2:Y→S3→S4:Y→S5:Yとなり、S6において、内側参照信号rINを参照信号として適応制御を行うことになる。続いて、図７に示すように、外側参照信号rOUTが第一閾値ThOUTを超え続ける時間Taは、ΔTa2（5sec）を超えるとする。そして、時間TaがΔTa2を超えた時には、外側参照信号rOUTが第一閾値ThOUTを超えているとする。
【００６３】
従って、時間TaがΔTa2を超えるまでの間は、内側参照信号rINを参照信号として適応制御が行われる。しかし、時間TaがΔTa2を超えると、図４のS21:Y→S22:Y→S23:N→S24となり、参照信号が、内側参照信号rINから外側参照信号rOUTに切り替えられる。つまり、時間TaがΔTa2を超えた後は、外側参照信号rOUTを参照信号として適用制御が行われる。
【００６４】
その後、外側参照信号rOUTが第一閾値ThOUTを下回ると、その時からの経過時間TcがΔTcを経過するまでの間、外側参照信号rOUTを参照信号として適応制御が行われる。つまり、図５のS31:Y→S32:N→S33→S34:N→S34となる。ただし、図７においては、外側参照信号rOUTが第一閾値ThOUTを下回った後は、外側参照信号rOUTがゼロであるため、経過時間TcがΔTcを超える前においても、適応制御の出力値u1がゼロに近くなり、スピーカ５０は制御音を発生させない。そして、経過時間TcがΔTcを超えると、適応制御は停止される。つまり、図５のS34:Y→S35となる。
【００６５】
ここで、内側参照信号rINを参照信号として適応制御を行っている時に、対象エリア内にて消音すべきでない人の声などが生じるおそれがある。そして、内側参照信号（rIN）を参照信号として適応制御を行うと、対象エリア内において例えば人の声など、消音すべきでない音まで消音するおそれがある。そのため、内側参照信号rINを参照信号として適応制御を行うことを長時間継続させるべきではない。このように、時間Taが設定時間ΔTa2を超えた場合に、内側参照信号rINに基づく適応制御を停止している。従って、消音すべきでない人の声などを消音することを防止できる。
【００６６】
特に、時間Taが設定時間ΔTa2を超えた場合に、さらに外側参照信号rOUTが第一閾値ThOUTを超えていない時に適応制御を停止し、外側参照信号rOUTが第一閾値ThOUTを超えている時に参照信号を内側参照信号rINから外側参照信号rOUTに切り替える（case2（図７）参照）。
【００６７】
つまり、内側参照信号rINを参照信号として適応制御を行っている時に、対象エリア１０外にて騒音が発生した場合には、外側参照信号rOUTを参照信号に切り替える。これにより、対象エリア１０外での騒音を低減できる。一方、内側参照信号rINを参照信号として適応制御を行っている時に、対象エリア外にて騒音が発生しないのであれば、適応制御を停止させる。これにより、対象エリア内における消音すべきでない人の声などを消音せずに済むと共に、無駄な消費電力を低減できる。
【００６８】
(case3) 図８を参照する。case3は、case1（図６）と同様に、対象エリア１０外で騒音が発生し、対象エリア１０内では人の声など消音すべきでない音は存在しない場合である。ただし、case3は、case1（図６）に対して、騒音発生時間が短いものとする。例えば、対象エリア１０の外で、風が吹いたことによる場合に相当する。
【００６９】
図８に示すようになる。つまり、図３のS1:Y→S2:Y→S3→S4:Nとなり、S6において、内側参照信号rINを参照信号として適応制御を行うことになる。しかし、内側参照信号rINは、第二閾値ThINよりも小さいため、適応制御における適応フィルタがほとんど更新されない。つまり、スピーカ５０から制御音を発生することはほとんどない。
【００７０】
この場合も上記ケースと同様に、外側参照信号rOUTが第一閾値ThOUTを超えたことがトリガーとなって、内側参照信号rINに基づいて適応制御が開始されるか否かが判定される。そして、本ケールでは、外側参照信号rOUTが第一閾値ThOUTを超えたとしても、内側参照信号rINが第二閾値ThINを超えていないため、実質的に適応制御が行われない。
【００７１】
このように、対象エリア１０外で騒音が発生したとしても、対象エリア１０内に影響を与えない程度であれば、適応制御を行わないため、無駄な演算処理を行うことなく、無駄な消費電力を低減できる。
【００７２】
(case4)図９を参照する。対象エリア１０内で人が話をしている場合に相当し、この音は消音すべきでない。このとき、図９に示すように、まず内側参照信号rINが第二閾値ThINを超える。その後に、壁１１および窓１２を伝達して、外側参照信号rOUTを検出するが、第二閾値ThINを超えていない。従って、ここまでの説明では、図３のS1:Y→S2:N→S7:Y→S8→S9:N→S12となる。
【００７３】
そして、図９に示すように、内側参照信号rINが第二閾値ThINを超えてからの経過時間Tbは、設定時間ΔTbより短いものとする。従って、図３のS12:Nとなり、S9:N→S12:N→S9:Nを繰り返す。つまり、経過時間Tbが設定時間ΔTbを超えるまでの間、適応制御は行われない。その後、経過時間Tbが設定時間ΔTbを超えたときには、図３のS12:Y→S13:Nとなり、結果的に適応制御を行うことなく、制御停止の状態が継続される。
【００７４】
このように、内側参照信号rINが外側参照信号rOUTよりも先に検出した場合には、その音は、対象エリア１０内で発生した音、すなわち消音すべきでない音であると考えられる。このような場合に、適応制御の停止状態を継続することで、当該音を消音しないようにできる。
【００７５】
(case5)図１０を参照する。case5は、case4（図９）と同様に、対象エリア１０内で人が話をしている場合に相当し、人の声の他にも対象エリア１０内の騒音が発生している場合である。つまり、case5は、case4（図９）に対して、内側参照信号rINの連続検出時間が長いものとする。この場合、経過時間Tbが設定時間ΔTbに達するまでは、case4（図９）と同様に、図３のS1:Y→S2:N→S7:Y→S8→S9:N→S12:Nとなり、S9:N→S12:N→S9:Nを繰り返す。つまり、経過時間Tbが設定時間ΔTbを超えるまでの間、制御停止の状態が継続される。
【００７６】
そして、図１０に示すように、経過時間Tbが設定時間ΔTbに達したときに、内側参照信号rINが第二閾値ThINを超えている。従って、図３のS12:Y→S13:Y→S10となり、外側参照信号rOUTを参照信号として適応制御が行われる。
【００７７】
このとき、外側参照信号rOUTは第一閾値ThOUTを下回っているため、適応制御を開始した時からの経過時間TcがΔTcを経過するまでの間、外側参照信号rOUTを参照信号として適応制御が行われる。その後、制御停止する。つまり、図５のS31:Y→S32:N→S33→S34:Y→S35となる。
【００７８】
case4（図９）と同様に、最初は、適応制御の停止状態を継続する。しかし、長時間に亘って対象エリア１０内にて音が発生し続けている状態では、消音すべき音が含まれている可能性がある。そこで、時間TbがΔTbを超えた後も内側参照信号rINが第二閾値ThINを超える状態が続いているときには、外側参照信号rOUTを参照信号として適応制御を行う。ここで、高周波帯域の人の声は、壁１１や窓１２などの仕切材によって減衰する。そこで、対象エリア１０内の人の声は、壁１１や窓１２にて減衰する結果、外側参照信号rOUTによって検出されない。つまり、外側参照信号rOUTを参照信号として適応制御を実行することで、対象エリア１０内の人の声を消音することなく、それ以外の消音すべき騒音を低減できる。
【００７９】
(case6)図１１を参照する。case6は、対象エリア１０内で比較的大きな音が発生している場合に相当し、その中には、人の声も含まれている。この場合、経過時間Tbが設定時間ΔTbに達するまでは、図３のS1:Y→S2:N→S7:Y→S8→S9:Y→S10となる。つまり、外側参照信号rOUTが第一閾値ThOUTを超えた時から、外側参照信号rOUTを参照信号として適応制御が開始される。
【００８０】
その後、外側参照信号rOUTが第一閾値ThOUTを下回ると、その時からの経過時間TcがΔTcを経過するまでの間、外側参照信号rOUTを参照信号として適応制御が行われる。その後、制御停止する。つまり、図５のS31:Y→S32:N→S33→S34:Y→S35となる。
【００８１】
つまり、対象エリア１０内で音が発生した後に、対象エリア１０外でも騒音が検出した状態に相当する。この場合とは、対象エリア１０外で騒音が発生した場合、および、対象エリア１０内で発生した音が対象エリア１０外でも検出できる程度に大きな音である場合である。これらの場合には、対象エリア１０内では、消音すべきでない人の音などが生じている可能性があるため、内側参照信号rINを参照信号としないことで、人の声などを消音しなくて済む。一方、対象エリア１０外で騒音を検出できる程度の音は低減する必要がある。そこで、外側参照信号rOUTを参照信号とすることで、確実に当該騒音を低減できる。
【００８２】
(case7)図１２を参照する。case7は、case5（図１０）と同様に、対象エリア１０内で人が話をしている場合に相当し、人の声の他にも対象エリア１０内の騒音が発生している場合である。つまり、case7は、case5（図１０）に対して、内側参照信号rINの連続検出時間がさらに長いものとする。この場合、経過時間Tbが設定時間ΔTbに達するまでは、case5（図１０）と同様に、図３のS1:Y→S2:N→S7:Y→S8→S9:N→S12:Nとなり、S9:N→S12:N→S9:Nを繰り返す。つまり、経過時間Tbが設定時間ΔTbを超えるまでの間、制御停止の状態が継続される。
【００８３】
そして、図１２に示すように、経過時間Tbが設定時間ΔTbに達したときに、内側参照信号rINが第二閾値ThINを超えている。従って、図３のS12:Y→S13:Y→S10となり、外側参照信号rOUTを参照信号として適応制御が行われる。
【００８４】
このとき、外側参照信号rOUTは第一閾値ThOUTを下回っているため、適応制御を開始した時からの経過時間TcがΔTcを経過するまでの間、外側参照信号rOUTを参照信号として適応制御が行われる。その後、制御停止する。つまり、図５のS31:Y→S32:N→S33→S34:Y→S35となる。
【００８５】
本ケースは、case5（図１０）と同様に、時間TbがΔTbを超えるまでは適応制御の停止を継続し、ΔTbを超えた後に外側参照信号rOUTを参照信号として適応制御を行っている。ただし、外側参照信号rOUTは第一閾値ThOUTを下回っている。そのため、その後において、外側参照信号rOUTを参照信号とする適応制御を開始した時からの経過時間TcがΔTcを経過するまでの間は、適応制御を継続するが、ΔTcを経過後に適応制御を停止させる。
【００８６】
これにより、消費減力の低減を図ることができる。外側参照信号rOUTが第一閾値ThOUTを下回って直ちに適応制御を停止するのではなく、経過時間Tcが設定時間ΔTcを超えた場合に適応制御を停止する。これにより、対象エリア１０外での騒音が、壁１１や窓１２などの仕切材を通って対象エリア１０内に伝達される時間を考慮することができる。
【００８７】
(case8) 図１３を参照する。case8は、対象エリア１０内で比較的大きな音が発生している場合に相当し、その中には、人の声も含まれている。ただし、時間経過後、音の大きさは小さくなる。
【００８８】
この場合、経過時間Tbが設定時間ΔTbに達するまでは、経過時間Tbが設定時間ΔTbに達するまでは、図３のS1:Y→S2:N→S7:Y→S8→S9:Y→S10となる。つまり、外側参照信号rOUTが第一閾値ThOUTを超えた時から、外側参照信号rOUTを参照信号として適応制御が開始される。
【００８９】
その後、外側参照信号rOUTが第一閾値ThOUTを下回ると、その時からの経過時間TcがΔTcを経過するまでの間、外側参照信号rOUTを参照信号として適応制御が行われる。その後、制御停止する。つまり、図５のS31:Y→S32:N→S33→S34:Y→S35となる。
【００９０】
本ケースは、case7（図１２）と同様に、時間TbがΔTbを超えるまでは適応制御の停止を継続し、ΔTbを超えた後に外側参照信号rOUTを参照信号として適応制御を行っている。ただし、時間TbがΔTbを超えた時点において、外側参照信号rOUTは第一閾値ThOUTを超えている。この場合は、外側参照信号rOUTを参照信号として適応制御が継続される。
【００９１】
しかし、その後において、外側参照信号rOUTが第一閾値ThOUTを下回ると、その時からの経過時間TcがΔTcを経過するまでの間は、適応制御を継続するが、ΔTcを経過後に適応制御を停止させる。これにより、case7（図１２）と同様に、無駄な消費電力を低減できる。
【００９２】
(case9)図１４を参照する。case9は、最初に対象エリア１０外で騒音が発生するが、その直後に対象エリア１０内で人の声が発生する場合である。この場合、図３のS1:Y→S2:Y→S3→S4:Y→S5:N→S10となり、内側参照信号rINが第二閾値ThINを超えた時から、外側参照信号rOUTを参照信号として適用制御が行われる。
【００９３】
その後、外側参照信号rOUTが第一閾値ThOUTを下回ると、その時からの経過時間TcがΔTcを経過するまでの間、外側参照信号rOUTを参照信号として適応制御が行われる。つまり、図５のS31:Y→S32:N→S33→S34:N→S34となる。ただし、図７においては、外側参照信号rOUTが第一閾値ThOUTを下回った後は、外側参照信号rOUTがゼロであるため、経過時間TcがΔTcを超える前においても、適応制御の出力値u1がゼロに近くなり、スピーカ５０は制御音を発生させない。そして、経過時間TcがΔTcを超えると、適応制御は停止される。つまり、図５のS34:Y→S35となる。
【００９４】
case1〜3（図６〜図８）のように、時間Taが設定時間ΔTa1を超えた場合には、内側参照センサ３２は、対象エリア１０外の騒音を検出したと判断した。これに対して、時間Taが設定時間ΔTa1以内の場合には、内側参照センサ３２は、対象エリア１０外での騒音を検出する前に、対象エリア１０内での音を検出した場合と考えられる。そこで、本ケースのような場合には、外側参照信号rOUTを参照信号として選択することで、対象エリア１０内にて発生した消音すべきでない音を消音しなくて済む。
【００９５】
（効果）
能動型消音装置は、参照センサを２つ設置しておき、両方の参照センサ３１，３２を同時に用いて適応制御を行うのではなく、選択した一方の参照信号を用いて適応制御を行う。選択は、検出された外側参照信号rOUTおよび内側参照信号rINに基づいて行う。そして、可能であれば、内側参照信号rINを用いた適応制御を行うようにしている。このように、内側参照信号rINを用いて適応制御を行うのであれば、無駄な演算処理を行うことはなく、無駄な消費電力を低減できる。
【００９６】
しかし、内側参照信号rINのみを参照信号とすると、対象エリア１０内において例えば人の声など、消音すべきでない音まで消音するおそれがあるため、そのような時には、外側参照信号rOUTを用いて適応制御を行う。従って、当該装置によれば、無駄な消費電力を低減しつつ、必要な人の声などを消音しないようにできる。
【符号の説明】
【００９７】
１０：対象エリア、  １１：壁、  １２：窓、  １３：天井、  ２０：椅子、  ３１：第一参照信号検出器、  ３２：第二参照信号検出器、  ４０：誤差信号検出器、  ５０：スピーカ、  ６０：コントローラ、  ６１：切替器、  ６２：第一適応制御部、  ６３：第二適応制御部
【図１】
2014066926.tif 000003
【図２】
2014066926.tif 000004
【図３】
2014066926.tif 000005
【図４】
2014066926.tif 000006
【図５】
2014066926.tif 000007
【図６】
2014066926.tif 000008
【図７】
2014066926.tif 000009
【図８】
2014066926.tif 000010
【図９】
2014066926.tif 000011
【図１０】
2014066926.tif 000012
【図１１】
2014066926.tif 000013
【図１２】
2014066926.tif 000014
【図１３】
2014066926.tif 000015
【図１４】
2014066926.tif 000016