(57)【要約】【課題】  従来の騒音を低減する装置では、可聴周波数範囲全域にわたって騒音を低減しようとするために、構成が複雑化しコストアップするという問題があった。【解決手段】  本発明は、騒音を単一指向性マイク（４０）で集音し、バンドパスフィルタ（５０）により帯域を制限してアンプ（６０）に入力し、アンプ（６０）とスピーカ（７０）は、単一指向性マイク（４０）が集音する音とスピーカ（７０）から出力する音とが逆位相となるように接続されており、スピーカ（７０）からの出力により騒音を打ち消して低減させることを特徴とする。【選択図】  図１
2006072114.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部からの騒音を集音してその信号を処理して出力することにより、該外部からの騒音を打ち消すことにより騒音を低減する騒音低減装置において、
前記騒音装置は該外部からの騒音を集音するための単一指向性マイクと、
前記単一指向性マイクからの信号を帯域制限するためのバンドパスフィルタと、
前記バンドパスフィルタからの出力信号を増幅するアンプと、
前記アンプからの出力を空間に伝達するためのスピーカを有し、
前記単一指向性マイクが集音する音と前記スピーカから出力する音とが逆位相となるように前記スピーカと前記アンプを接続したことを特徴とする騒音低減装置。
【請求項２】
前記バンドパスフィルタからの出力信号を検出する為の信号検出手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の騒音低減装置。
【請求項３】
時間設定をする為のタイマー手段を設け、設定された時間に応じて前記単一指向性マイク、前記バンドパスフィルタ、前記アンプ、前記信号検出手段、前記スピーカの電源をオン、オフ制御することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の騒音低減装置。
【請求項４】
前記単一指向性マイクと前記スピーカは部屋の窓に設置され、前記スピーカと前記単一指向性マイクは防音板を隔てて近接設置されることを特徴とする請求項１乃至請求項３の騒音低減装置。
【請求項５】
前記単一指向性マイクを人間の耳の近傍に設置することを特徴とする請求項１乃至請求項３の騒音低減装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、騒音低減装置に関し、特に睡眠時の屋外から屋内に侵入する道路からの話し声、自動車等の騒音を屋内において低減する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４に従来の消音装置の全体構成図を示す。
【０００３】
従来の方法では、騒音（１０）をマイク（SM）で集音し、それを打ち消す為の出力をスピーカー（S）より出力している。
【０００４】
図５に従来の消音装置の構成例のブロック図を示す。
【０００５】
図５が示す様に、この方法では、騒音の周波数により遅延時間が異なるために周波数検出器（２３）が必要となる。従来の消音装置では周波数に応じた遅延時間を得る為にディレイ回路（２５）が必要となる。このディレイ回路には、信号をA/D（アナログ／デジタル）変換し、信号を遅延した後にD/A（デジタル／アナログ）変換する方法を用いており、複雑な構成が必要となり、また、複数の周波数に対応するにはさらに工夫が必要となる。
（例えば、特許文献１参照）
【０００６】
図６が従来の別の消音装置のブロック構成図である。
【０００７】
図６のブロック構成図が示すように、再生するスピーカの音圧周波数特性を平坦化する振幅等価回路９や、スピーカの位相周波数特性を平坦化する位相等価回路１０、信号を遅延する回路１２などが必要となっている。
（例えば、特許文献２参照）
【０００８】
【特許文献１】特開平８−２０２３７３号公報
【特許文献２】特開昭６２−１０２２９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかるに、従来の消音装置は、広範囲の周波数にわたって騒音を低減しようとするためにその構成が複雑になり、また、消音する空間範囲も広くするなどの工夫の為にコストアップするという問題があった。
【００１０】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、人間の耳の感度が良い周波数範囲に限定して簡素な構成とし、また、睡眠場所の頭の部分付近だけに消音の効果を施せばよいという点に着目して、安価な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】
【００１１】
本発明は、外部からの騒音を集音してその信号を処理して出力することにより、外部からの騒音を打ち消すことにより騒音を低減する騒音低減装置であって、外部からの騒音を集音するための単一指向性マイク（４０）と、単一指向性マイク（４０）からの信号を帯域制限するためのバンドパスフィルタ（５０）と、バンドパスフィルタ（５０）からの出力信号を増幅するアンプ（６０）と、アンプ（６０）からの出力を空間に伝達するためのスピーカ（７０）を有し、単一指向性マイク（４０）が集音する音とスピーカ（７０）から出力する音とが逆位相となるようにスピーカ（７０）とアンプ（６０）を接続したことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明はバンドパスフィルタ（５０）からの出力信号を検出する為の信号検出手段（８０）を有することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、時間設定をする為のタイマー手段（９０）を持ち、設定された時間に応じて単一指向性マイク（４０）、バンドパスフィルタ（５０）、アンプ（６０）、信号検出手段（８０）、スピーカ（７０）の電源をオン、オフ制御することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、単一指向性マイク（４０）とスピーカ（７０）は部屋の窓に設置され、スピーカ（７０）と単一指向性マイク（４０）は防音板（１３０）を隔てて近接設置されることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、単一指向性マイク（４０）を人間の耳の近傍に設置することを特徴とする。
【００１６】
なお、上記参照符号はあくまでも明細書を読みやすくする為に付したものであり、これによって特許請求の範囲が限定されるものではない。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、簡素で低コストな装置により外部からの騒音を低減でき、睡眠時の安眠等に効果を奏することができる。
【００１８】
また、騒音低減装置のアンプ動作を、騒音を検知したときだけ動作させることができ、消費電力を低減することができる。
【００１９】
また、睡眠時間時等の騒音低減装置を動作させる時間を設定できるので、消費電力を低減することができる。
【００２０】
また、単一指向性マイクとスピーカを近づけて設置することにより、スピーカと外部騒音の位相差がすくなくなり、外部の騒音を効果的に低減することができる。
【００２１】
また、人間の耳の近傍に単一指向性マイクを設置することにより、耳の近傍の騒音に対して効果的に働かせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本実施例では、騒音低減装置の詳細動作について説明する。
【００２３】
図１は本発明の一実施例の構成ブロック図を示す。
【００２４】
本実施例の騒音低減装置は、例えば睡眠時に外部からの騒音等により睡眠が阻害されるような時に、その騒音を低減して安眠できるようにする為に使用するものである。その構成は、単一指向性マイク４０、バンドパスフィルタ５０、アンプ６０、スピーカ７０、信号検知回路８０、タイマー９０から構成される。
【００２５】
単一指向性マイク４０の出力はバンドパスフィルタ５０に接続されている。バンドパスフィルタ５０の出力はアンプ６０と信号検知回路８０に接続されている。信号検知回路の出力はアンプ６０の制御端子に接続されている。アンプ６０の出力はスピーカ７０に接続されている。タイマー９０は単一指向性マイク４０、バンドパスフィルタ５０、アンプ６０、スピーカ７０、信号検知回路８０の電源を制御するように接続されている。アンプ６０とスピーカ７０の接続される位相関係は、単一指向性マイク４０が集音する音とスピーカ７０から出力する音とが逆位相となるように接続されている。
【００２６】
外部からの騒音は単一指向性マイク４０により集音され、電気信号に変換される。変換された電気信号はバンドパスフィルタ５０に入力される。バンドパスフィルタにより不要な領域の周波数成分が除去された信号が出力されアンプ６０と信号検知回路８０に入力される。
【００２７】
信号検知回路８０に所定レベル以上の信号が入力されると、信号検知回路６０はロジックレベルの信号「Ｈ」をアンプ６０の制御端子に対して出力する。
【００２８】
信号検知回路８０から「Ｈ」の信号を受け取ると、アンプ６０は動作状態を待機状態から信号を増幅する動作に移る。そして、バンドパスフィルタ５０からの信号を増幅して、スピーカ７０に信号を出力する。
【００２９】
スピーカ７０は、アンプ６０からの出力信号を受けて、その信号を空気振動に変換する。
【００３０】
タイマー９０は、単一指向性マイク４０、バンドパスフィルタ５０、アンプ６０、スピーカ７０、信号検知回路８０の各部の電源を制御する働きを持ち、例えば睡眠時間に働かせるように時間を設定した場合には、タイマー９０に設定された時間に基づき、単一指向性マイク４０、バンドパスフィルタ５０、アンプ６０、スピーカ７０、信号検知回路８０の電源をオンし、それ以外の時はオフすることにより、睡眠時間以外の時には動作をさせないようにし、低消費電力化することができる。
【００３１】
バンドパスフィルタ５０について説明する。
【００３２】
図７が一般的にラウドネス曲線と呼ばれている特性図で、人の耳の音圧と周波数の感度曲線である。これによれば、人の耳の感度の一番良い周波数は約４KＨｚである。最小可聴値特性で見ると、４ＫＨｚより２０ｄＢ（1/100倍）感度が落ちた時の周波数範囲を見ると約２００〜８ＫＨｚとなる。１０ｄＢ（1/10倍）では約６００〜７ＫＨｚであり、５ｄＢ（１／３倍）では２Ｋ〜５．５ＫＨｚとなる。
【００３３】
つまり、人の耳の感度特性から考えれば、約２００〜８ＫＨｚで非常に良い効果があり、約６００〜７ＫＨｚで十分な効果があり、２Ｋ〜５．５ＫＨｚにても大きな効果が期待できることになる。
【００３４】
従って、バンドパスフィルタを用いて、約２００〜８ＫＨｚ、より好ましくは約６００〜７ＫＨｚ、さらに好ましくは２Ｋ〜５．５ＫＨｚの帯域に制限することにより、効率的かつ効果的に騒音低減効果を奏することができる。
【００３５】
図８がスピーカ特性の一例である。
【００３６】
図８の特性図より、２００Ｈｚ〜８ＫＨｚまでは比較的平坦な特性を示しており、低域及び高域では周波数特性が減衰するのが一般的である。このことからも、低域及び高域において消音動作を行おうとすると、この特性を補償する為の回路等が必要になり、回路が複雑化し、コストアップすることがわかる。
【００３７】
図２は本発明の一実施例の構造を示すものである。
【００３８】
図２に示されるように、壁１１０−１と１１０−２の間が窓１２０となる。この窓１２０より外部からの騒音が入ってくる。
【００３９】
この窓部１２０にスピーカ７０を設置して、人にはスピーカ７０の出力と騒音とがプラスされた音が聞こえる様にする。
【００４０】
単一指向性マイク４０は、スピーカ７０からの音の影響を少なくする為の防音板１３０を隔てたスピーカの近傍に設置される。この近傍の意味は、例えば単一指向性マイク４０とスピーカ７０の間の距離をＸとすると、騒音の周波数を４ＫＨｚとした場合には、音の速度が約３４０ｍ／ｓなので、一波長の長さは
３４０／４０００≒０．０８５［ｍ］＝８．５［ｃｍ］
位相差を１０％以下に押さえることにより大きな効果が期待できるので、Ｘは８．５ｍｍ以下にする事が望ましい。周波数を８ＫＨｚとした時には、その半分の長さとなるので、Ｘは４．２ｍｍ以下がさらに望ましい。
【００４１】
スピーカ７０からは単一指向性マイク４０が集音した音と逆位相の音が出力される構成となっているので、この位相差が少ない程騒音の低減効果を大きくすることができる。
【００４２】
図３が本発明の別の実施例の構造を示す図である。
【００４３】
図２と共通となる部分には同じ番号を付け説明を省略する。
【００４４】
本実施例の場合には、単一指向性マイク４０を人の耳付近に設置する。この単一指向性マイク４０で集音する外部からの騒音とスピーカ７０から出力される音のプラスされた音が互いに打ち消しあって少なくなるように、スピーカ７０からの出力が制御されるように動作する。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施例の構成ブロック図
【図２】本発明の一実施例の構造を示す図
【図３】本発明の別の実施例の構造を示す図
【図４】従来の消音装置の全体構成図
【図５】従来の消音装置の構成例のブロック図
【図６】従来の別の消音装置のブロック図
【図７】ラウドネス曲線特性図
【図８】スピーカ特性の例
【符号の説明】
【００４６】
３０  １００  ２００  消音低減装置
４０  単一指向性マイク
５０  バンドパスフィルタ
６０  アンプ
７０  スピーカ
８０  信号検知回路
９０  タイマー
１１０−１  １１０−２  壁  
１２０  窓
１３０  防音板
【図１】
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【図２】
2006072114.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2006072114.tif 000007
【図６】
2006072114.tif 000008
【図７】
2006072114.tif 000009
【図８】
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