(57)【要約】【課題】アナログフィルの応答に基づいて２次音源駆動して騒音を低減する。【解決手段】道路の騒音を低減するための遮音壁は、壁（７）の延在方向に沿って並設される複数個の減音装置（ＵＴ）を有し、減音装置は、リファレンスマイクロフォン（１）、前記リファレンスマイクロフォンの出力を受ける制御回路（９）、及び前記制御回路の出力に基いて駆動される２次音源（５）を有する。制御回路は前記リファレンスマイクロフォンの出力に応答するアナログフィルタ（１０）を有する。前記アナログフィルタは、前記壁前方の１次音源からの音を当該減音装置直近の壁の頂部で減音するように前記２次音源を駆動する特性を、当該減音装置の正面側からの音及び左右の別の減音装置の前記２次音源からの音を前記壁後方の所定位置で減音するように補正する、フィルタ特性を持つ。このフィルタ特性によって壁後方に−８ｄB〜−６ｄＢの減音効果領域を形成する。【選択図】図１
2006299799.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
道路又は鉄道の騒音を低減するために用いられる遮音壁であって、
道路又は鉄道沿って配置される壁の上に隣接して並設された複数個の減音装置を有し、
前記個々の減音装置は、相互に対応するリファレンスマイクロフォン、制御回路及び２次音源を1個づつ有し、
各々の減音装置毎に、その正面に配置されたリファレンスマイクロフォンの出力を制御回路が受け、前記制御回路は当該リファレンスマイクロフォンからの出力に応答するアナログフィルタを有し、当該アナログフィルタの出力に基づいて対応する前記２次音源を駆動し、
前記アナログフィルタは、対応する減音装置前方の１次音源からの音を壁の頂部で減音するように前記２次音源を駆動させる特性を、当該減音装置の前方からの音及び左右の別の減音装置の前記２次音源からの音を当該減音装置の設置位置に対応する壁後方で減音するように補正する、フィルタ特性を持ち、
このフィルタ特性によって壁後方に−８ｄB〜−６ｄＢで減音可能な領域が形成され、
前記複数個の減音装置が有する夫々のフィルタは同じフィルタ特性を有する、ことを特徴とする遮音壁。
【請求項２】
前記制御回路は前記リファレンスマイクロフォンの出力に応答して２次音源をフィードフォワード制御する事を特徴とする請求項１記載の遮音壁。
【請求項３】
前記アナログフィルタは、前記壁の頂部から壁後方の所定位置に至る領域を減音効果の相対的に高い領域とするフィルタ特性を持つことを特徴とする請求項１記載の遮音壁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、能動制御型遮音壁のような騒音低減装置等に用いられる遮音壁、更には遮音壁を構成する単位ユニットである減音装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
道路や鉄道の騒音を低減するための遮音壁に利用されるアクティブ減音セルが開発されている。アクティブ減音セルは、音源からの音をマイクロフォンで検知し、これに基く電気信号を処理して所定位置での音圧がゼロとなるようにスピーカーから音を発生して、音源から遮音壁に回折して伝達する騒音を低減する。この種の減音セルについて例えば特許文献１乃至３に記載が有る。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３５６８１６号公報
【特許文献２】特開２００２−６８５４号公報
【特許文献３】特開平９−１１９１１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
三次元空間におけるある点の音を消去しようとする場合、前記アクティブ減音セルで代表されるように、その点において同振幅、逆位相なる音を、別の音源（２次音源）から与えることで実現できる。
【０００５】
逆相、同振幅で重なりあう音を広い範囲で得ようとすると、できるだけ２つの音源を近接して配置しなければならないが、２次音源の配置位置には多くの場合制約がある。これを回避するためには複数のマイク、スピーカを用いた複雑な多チャンネル制御アルゴリズムが必要になってくるので、能動型騒音低減装置の実現に際しての著しい妨げとなっている。
【０００６】
道路等に設置される遮音壁などは、壁の上端エッジでの音場を別の音源を用いて作り出す音場によって消去することで、壁の裏側に回り込んでくる騒音を低減しようとするものである。この場合の１次音源は、壁の上端エッジに移動したように見えるため、上端部に置いた２次音源で壁の上端エッジでの音波の波面を合わせることが可能になる。しかしながら、道路騒音のような広い範囲に渡っての消音を行おうとすると、２次音源に複数のスピーカを使って壁全体の上端エッジの音を消去するような音場を作りださねばならず、複数個のスピーカから同時に発する音で、隣り合うスピーカが相互干渉を起こすという問題がある。この現象は消音効果を損なう大きな原因となる。その対策のためには、やはり複雑な制御回路を設けておかねばならない。装置の製作にあたっては、このような音場で完全な消音を行えるよう複数の制御回路を同時に調整しなければならず、互いが干渉し合うなかで最適値への調整はきわめて困難である。制御回路についても、これをディジタルシグナルプロッセサ（ＤＳＰ）を用いた適応フィルタなどで構成すれば最適値への調整は不要となるが、多チャンネル信号処理演算を高速で行えるＤＳＰが数多く必要となってしまい実用的ではない。要するに、能動制御型遮音壁等の騒音低減装置は、壁の上端エッジでの音場をスピーカなどの２次音源を用いて作り出す音場で消去することで、壁の裏側に回り込んでくる騒音を低減しようとするものであるが、２次音源スピーカは複数個であるため、相互に干渉し合い上端エッジの音場を複雑なものにしてしまう。このため騒音低減装置の制御回路は相互干渉を考慮しなければならず、複雑なものになってしまう。
【０００７】
本発明者は、上述の問題点に鑑み、複数個のスピーカからの音の干渉を防ぐのにアナログフィルタを用いることについて検討した。これによれば、伝達関数が複雑になると、高次数のアナログフィルタが必要になって、やはり構成が複雑化し、コストも上昇してしまう。
【０００８】
本発明の目的は、２次音源を用いて作り出す音場で騒音を低減するとき別の２次音源からの音と干渉するのを防止することができ、これを比較的簡単な構成で実現することができる減音装置、更にはその減音装置を単位ユニットとして複数適用した遮音壁を提供することにある。
【０００９】
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。
【００１１】
本発明に係る減音装置（ＵＴ）は、壁（８）の延在方向に複数個並設される減音装置であって、リファレンスマイクロフォン、前記リファレンスマイクロフォン（１）の出力を受ける制御回路（９）、及び前記制御回路の出力に基いて駆動される２次音源（５）を有する。前記制御回路は前記リファレンスマイクロフォンの出力に応答するフィルタ（１０）を有する。前記フィルタは、前記壁前方の１次音源からの音を壁の頂部で減音するように前記２次音源を駆動する特性を、当該減音装置の正面側からの音及び左右の複数位置からの音を前記壁後方の所定位置で減音するように補正する、フィルタ特性を持つ。
【００１２】
上記減音装置を用いた遮消壁（７）の観点による発明は、壁の延在方向に沿って並設される複数個の減音装置を有し、前記減音装置は、リファレンスマイクロフォン、前記リファレンスマイクロフォンの出力を受ける制御回路、及び前記制御回路の出力に基いて駆動される２次音源を有する。前記制御回路は前記リファレンスマイクロフォンの出力に応答するフィルタ例えばアナログフィルタを有する。前記アナログフィルタは、前記壁前方の１次音源からの音を当該減音装置直近の壁の頂部で減音するように前記２次音源を駆動する特性を、当該減音装置の正面側からの音及び左右の別の減音装置の前記２次音源からの音を前記壁後方の所定位置で減音するように補正する、フィルタ特性を持つ。
【００１３】
上記より、複数の２次音源スピーカからの音波の干渉を考慮した伝達関数を得るにあたり、壁上端エッジ（壁頂部）の複数点の音場を消去するための伝達関数を求める代わりに、音波の干渉のない単一音源で求めた伝達関数をもとに、壁後方の任意の点（壁後方所定位置）までの伝達特性より算出したパラメータで壁後方の消音が最適になるよう補正を加えて、簡略化することができる。これより、制御回路の簡略化と装置の製作および調整の容易化を実現することができる。
【００１４】
減音装置のユニット化という観点では前記複数個の減音装置が有する夫々のアナログフィルタは同じフィルタ特性を有する事が望ましい。
【００１５】
前記制御回路は例えば前記リファレンスマイクロフォンの出力に応答して２次音源をフィードフォワード制御する。前記複数個の減音装置の並列個数を１２個以上とすることにより、減音装置相互間の影響により生ずる振幅と位相のうねりが小さくなる傾向が顕在化する。
【００１６】
本発明の別の観点による遮音壁では、前記アナログフィルタを、減音効果の相対的に高い領域として前記壁の頂部から壁背面所定位置までの領域を含むフィルタ特性を持つものとして把握することができる。このフィルタ特性は、例えば前記壁前方の１次音源からの音を当該減音装置直近の壁の頂部で消音するように前記２次音源を駆動する特性を、当該減音装置の正面側からの音及び左右の別の減音装置の前記２次音源からの音を前記壁後方の所定位置で消音するように補正する、フィルタ特性によって得られる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、複数の２次音源スピーカからの音波の干渉を考慮した伝達関数を得るにあたり、音波の干渉のない単一音源で求めた伝達関数をもとに、壁後方所定位置までの伝達特性より算出したパラメータで壁後方の消音が最適になるよう補正を加えるから、制御回路の簡素化、減音装置の製作および調整の容易化に寄与することができるという効果がある。
【００１８】
さらに、本発明に係る遮音壁は、壁の高さを増さなくても、それと同じような騒音低減効果を得ることができるから、高速道路等の両脇に建てられるような高層壁、一般道路の車道と歩道の境界、工場の隣地との境界、あるいは工事現場などに設置して低騒音化を実現することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１には本発明に係る遮音壁の一例が示される。図２には一つの減音装置ＵＴの一例が示される。同図に示される遮音壁７は、壁８の延在方向に沿って並設される複数個の減音装置（減音ユニット）ＵＴを有する。前記減音装置ＵＴは、リファレンスマイクロフォン１、前記リファレンスマイクロフォン１の出力を受ける制御回路９、前記制御回路９の出力を入力とする電力増幅器４、及び電力増幅器４の出力で駆動されるスピーカ５を有する。スピーカ５は２次音源の一例とされる。前記制御回路９は前記リファレンスマイクロフォン１の出力に応答してスピーカ５をフィードフォワード制御する。
【００２０】
前記制御回路９はリファレンスマイクロオフォン１の出力を増幅するプリアンプ２及びその出力に応答するアナログフィルタ１０を有する。アナログフィルタ１０は、便宜上、第１フィルタ手段３及び第２フィルタ手段６に分けて図示している。このアナログフィルタ１０は、前記壁前方の騒音源（ここでは単一の１次音源で代表されている）１２からの音を当該減音装置ＵＴ直近の壁の頂部で減音するように前記スピーカ５を駆動する特性を、当該減音装置ＵＴの前方からの音及び左右の別の減音装置ＵＴの前記スピーカ５からの音を前記壁８後方の所定位置（例えばＤ１又はＤ４のような位置）で減音するように補正する、フィルタ特性を持つ。図１において、第１フィルタ手段３は前記壁８前方の騒音源１２からの音を当該減音装置ＵＴ直近の壁８の頂部で消音するように前記スピーカ５を駆動する特性を実現し、第２フィルタ手段６は前記第１フィルタ手段３で得られる前記特性を、当該減音装置ＵＴの前方からの音及び左右の別の減音装置ＵＴの前記スピーカ５からの音を前記壁８後方の所定位置で消音するように補正する作用を担う。実際のアナログフィルタ１０では第１フィルタ手段３と第２フィルタ手段６を峻別することは難しく、双方の機能は回路的に渾然一体で実現される場合が多い。尚、図１においてプリアンプ２、第１フィルタ手段３、第２フィルタ手段６及び電力増幅器４は減音装置ＵＴの外に配置されているように図示されているが実際には減音装置ＵＴの中で構成されている。
【００２１】
減音装置ＵＴによる遮音作用を原理的に説明する。
【００２２】
図３は図１の遮音壁の概略平面図、図４は図１の遮音壁の概略側面図である。図３、図４においてＳは騒音源１２、Ｓｎ’は２次音源（スピーカ５）、Ｃｘは壁８上端のエッジ位置（減音装置ＵＴに対応する壁８の頂部）、Ｒｎはリファレンスマイクロフォン１、サフィックスｎは減音装置ＵＴに割当てられた固有番号、Ｐは観測点（Ｄ１又はＤ４のような所定位置）である。
【００２３】
図３ではＡＮＣ（アクティブ・ノイズ・コントロール）遮音壁としてＮ＋１個の遮音装置ＵＴ（ＡＮＣ遮音壁）が並列される。今、Ｎ＋１個の２次音源の中の１個の２次音源Ｓ'N/2を用いて壁の上端エッジ位置Ｃｘ点の音圧をゼロとしようとすると、音場を表す式は、数１で与えられる。
【００２４】
【数１】
2006299799.tif 000003
【００２５】
数１の複素係数αは数２の式で与えられる。ここで、φはマクドナルド（Macdonald）の解による半無限障壁における音場を表す周知の関数である。
【００２６】
【数２】
2006299799.tif 000004
【００２７】
１個のマイクロフォン１から１個のスピーカ５に至る１個の減音装置ＵＴによる閉じたフィードフォワード制御系だけを考えれば、他の減音装置ＵＴとの間の音波の干渉も考慮せずに済み、遮音壁のシステムは非常にシンプルで、上式のαはｎ個の減音装置ＵＴで全て等しいものとすればよい。現実には左右の減音装置ＵＴのスピーカ５からの音との干渉を無視することはできないが、各減音装置ＵＴのαを全ての減音装置ＵＴで共通とすることが全体のシステムの簡素化に役立つことになる。ここで、前記αは各減音装置ＵＴの制御回路９、特にそのアナログフィルタ１０のフィルタ特性として実現されることになる。
【００２８】
次に、消音位置Ｐ点での２次音源が作り出す音場をφ（Ｓ'n，P）として、２次音源（音源数Ｎ＋１個）を複数にしたときに、制御システムが作動しているときのPの音場Ｕon（P）は数３の式で与えられる。
【００２９】
【数３】
2006299799.tif 000005
【００３０】
数３の式において、ｒnは１次音源からそれぞれのリファレンスマイクロフォンまでの距離の違いによって生じた音圧差を、ＲN/2位置での音圧で正規化した、数４で与えられる値とされる。
【００３１】
【数４】
2006299799.tif 000006
【００３２】
また、制御システムが作動していないときの音場Ｕoff（Ｐ）は数５の式で与えられる。数５の式中、φ（Ｓ，Ｐ）は１次音源が作りだすＰ点の音場を表す。
【００３３】
【数５】
2006299799.tif 000007
【００３４】
減衰量ＡTTは数６の式で与えられる。
【００３５】
【数６】
2006299799.tif 000008
【００３６】
１次音源に対する２次音源の音圧の比Ｐrは数７の式によって与えられる。
【００３７】
【数７】
2006299799.tif 000009
【００３８】
Ｐが理想的に制御された状態でのＰrは−１となる。しかしながら数７の式で用いたαは２次音源を１個として求めたものであるため、このままではPrを−１にすることはできない。数７の式は数８で与えられる式に書き換えることができる。
【００３９】
【数８】
2006299799.tif 000010
【００４０】
数８の式は数７の式の左辺を−１にするように書き換えたものであり、Ｐ点を理想的な制御状態にしたときのものである。βは制御回路９のαを補正するものであるから補正パラメータと呼ぶ。制御回路９のアナログフィルタ１０のフィルタ特性は前記α・βを実現する。アナログフィルタ１０は、例えば分子が７次、分母が９次の伝達関数で表せる比較的簡単な回路で実現することができる。このアナログフィルタ１０は通常、低域通過フィルタ、高域通過フィルタ、帯域通過フィルタ及び位相等化器などと呼ばれるフィルタによって実現される。
【００４１】
前記αに対する補正パラメータβの関係を伝達関数を用いて概略的に説明する。図５には減音装置と伝達関数の関係が示される。騒音源Ｓから発生した騒音を単一の２次音源スピーカＳ′によりエラーマイク位置でゼロにしようとする時、数９の式が成り立つ。
【００４２】
【数９】
2006299799.tif 000011
【００４３】
ここで、ＳEは騒音源からエラーマイク間の伝達関数、ＳRは騒音源からリファレンスマイクロフォン間の伝達関数、ＳE'はスピーカからエラーマイク間の伝達関数を表す。数９の式を変形すると、数１０の式が与えられる。
【００４４】
【数１０】
2006299799.tif 000012
【００４５】
数１０のWが前記αに相当する。複数の２次音源による干渉を考慮した場合、前記補正パラメータβを用いて前記Wを数１１の式の如く補正する。数１１のW'がα・βである。
【００４６】
【数１１】
2006299799.tif 000013
【００４７】
上記α・βによるフィルタ特性のシミュレーション結果を説明する。
【００４８】
図６にはシミュレーション条件及び音源などの配置が例示される。図に示されていないシミュレーション条件は下記の通りである。即ち、
Ｓ＝（−1.0，−0.465，0）、
Ｓ'n＝（−0.09，-0.0，ｎ・0.167−(N-1)・0.167/2）、
Ｃx＝（0，0，0.167/2）、
N（２次音源の数）=48、
周波数５００Ｈｚ、
２次音源を配置する間隔は0.167（ｍ）、である。尚、座標の（）内数値の単位はｍである。
【００４９】
図７乃至図１１にはシミュレーション結果が示される。図の座標軸ｘ，ｙは図１及び図６のｘ，ｙに対応する。図７には補正無しの減衰量を示す。図８は観測位置をＤ１として補正したときの減衰量を示し、図９は観測位置をＤ４として補正したときの減衰量を示す、図１０は１次音源Ｓと２次音源Ｓ'の振幅差を示し、図１１は１次音源Ｓと２次音源Ｓ'の位相差を示す。図１０及び図１１に示されるように、回折領域での２次音源Ｓ'からの音は、１次音源Ｓに比べると振幅が大きく位相が遅れる。単一の減音装置だけしか考慮せずに設計した制御用フィルタは、そのまま複数の音源（他の減音装置の２次音源であるスピーカ）を配置した遮音壁のようなものに用いると、振幅と位相のズレで充分な消音効果が期待できないということになる。
【００５０】
一方、αに前記パラメータβを用いて計算した減衰量を示す図８及び図９では、補正パラメータβを加える前の減衰量を示す図７と比べると、減衰効果が著しく改善されている。図８では観測点Ｄ１において大きな減衰効果が得られ、図９では観測点Ｄ４において大きな減衰効果が得られる。このシミュレーション結果より、単一の減音装置だけを考慮して設計したアナログフィルタに対してβ補正を行えば、複数の音源（他の減音装置の２次音源であるスピーカ）を配置した遮音壁に適用する場合にも複数の減音装置ＵＴを充分展開できるので、制御回路９の簡略化を図ることができることになる。
【００５１】
次に、２次音源Ｓ'の数と音場の補正について考察する。遮音壁のような複数の２次音源を使用したシステムの場合、前述のように、２次音源Ｓ'の数により、消音点において１次音源Ｓとの振幅及び位相のズレが生じる。このズレを補正するためのパラメータは、同様に簡易なものが望ましい。ここでは，補正パラメータβを更に簡略化する為の、２次音源Ｓ'の数の最適値を考える。
【００５２】
複数の減音装置ＵＴを同時に作動した場合、減音装置ＵＴ相互間の影響により、回折領域に１次音源Ｓと２次音源Ｓ'の位相及び振幅のズレを生じる。先にシミュレーションを行った消音点Ｄ１でのズレＰrを１０Ｈｚ〜１ＫＨｚまでの周波数で算出し、その振幅特性を図１２に、位相特性を図１３に示す。図１２及び図１３には２次音源Ｓ'の数による特性の違いも併せて示されている。
【００５３】
複数音源を配置した遮音壁の場合、２次音源Ｓ'の数によってパラメータβの値をその都度変えなければならないということは望ましくないので、２次音源Ｓ'の数の増加に対して振幅と位相特性のリップルが充分収束した補正パラメータβの値を採用することになる。図１２及び図１３では、２次音源数８個の場合と２４個の場合でその差異が大きく同一視できないが、２４個以上であればほぼ等しい特性となって表れている。即ち、補正値パラメータβの特性が充分収束してくるための２次音源Ｓ'の数４８個を、βの代表値と決めることは何ら差し支えることはなく、少なくとも１２個以上の２次音源Ｓ'を有する減音装置には同一のパラメータが使用できることになる。又、振幅及び位相特性は、補正パラメータβを簡単な回路で実現しようとするとできるだけリップルの小さいものが好ましく、アナログフィルタ１０の次数も高くすることなく構成できる。因みに上述のシミュレーションは２次音源Ｓ'の数を４８個として計算した。
【００５４】
減音装置ＵＴの動作を説明する。図６に例示されるように、騒音源（１次音源）Ｓとしてのスピーカ１からの音は遮音壁７の上端エッジに対し角度６５°で入射するものとされ、２次音源（スピーカ５）は上端エッジ近傍のエッジの高さに合わせるよう設置してある。エラーマイクロホンはスピーカ５よりやや騒音源側のエッジより低い位置に置いてあるものとする。
【００５５】
リファレンスマイクロホン１が受音した騒音は、プリアンプ２で増幅されて制御回路９のアナログフィルタ１０に渡される。アナログフィルタ１０の第１フィルタ手段３は単一のスピーカによって遮音壁上端エッジの騒音をゼロにするよう調整されたもので、入射音波が電力増幅器４、スピーカ５を通って壁の上端エッジに到達するとき、その騒音と同振幅、逆位相の音波を作り出す。第２のフィルタ手段６はスピーカ５が複数になったとき第１フィルタ手段３の前又は後に設けられ、放射される音波の振幅と位相を補正する。前記数２で与えられる複素係数αは、数８で与えられるようにα・βの積の形で用いられるものであり、実際には第１フィルタ手段３と第２フィルタ手段６の機能を有するアナログフィルタ１０で実現されている。
【００５６】
次に、実際に製作した長さ４ｍの遮音壁７を用いた実験例を説明する。補正パラメータβは、特性にリップルの少ない２次音源数２４個で算出した値を用い、各２次音源であるスピーカ５を配置した間隔は１６７ｍｍとした。測定については、騒音源Ｓに２００〜１ＫＨｚまでの帯域制限したランダムノイズを使用し、計測は図６に示す範囲で６４個の音場測定用マイクロホンで計測し、１秒間のＲＭＳ値（実効値）を測定値とした。それらの測定値をコンタマップで表したものが図１４乃至図２２である。
【００５７】
図１４乃至図１６は補正パラメータβを加える前、図１７乃至図１９はＤ１の位置に減衰効果が最大になるよう設計された補正パラメータβを加えた場合、図２０乃至図２２はＤ４位置に減衰効果が最大になるよう設計された補正パラメータβを加えた場合を示す。図１４、図１７及び図２０は制御回路を機能させないとき（ＡＮＣ＿ＯＦＦ）の音場を示し、図１５、図１８及び図２１は制御回路を機能させたとき（ＡＮＣ＿ＯＮ）の音場を示す。図１７、図２０及び図２３は制御回路を機能させたとき（ＯＮ）と機能させないとき（ＯＦＦ）の差を示している。図１６、図１９及び図２２のＯＮ、ＯＦＦの差をみると、シミュレーション同様に、減衰効果に補正の結果が現れている。要するに、図１９に従えば、アナログフィルタは、減音効果の高い領域（例えば−８dＢ〜−６dＢ）として前記壁の頂部から壁後方所定位置Ｄ１に至る領域を含んでいる。図２２に従えば、アナログフィルタは、減音効果の高い領域（例えば−８dＢ〜−６dＢ）として前記壁の頂部から壁後方所定位置Ｄ４に至る領域を含んでいる。斯様に、補正パラメータβによる効果はターゲットとなる消音位置を変えても有効に作用する。即ち、ターゲットとなる消音位置に応じた補正パラメータβを組み込んだアナログフィルタを採用すればよい。したがって、従来遮音効果が得にくかった、低層遮音壁後部の直入射領域に近い場所に対しても遮音効果を期待することができる。
【００５８】
以上により、本発明のＡＮＣによる遮音壁は、壁の高さを上げなくても同じ効果の騒音低減措置が施されるようになるので、高速道路等の両脇に建てられるような高層壁の他にも、一般道路の車道と歩道の境界、工場の隣地との境界、あるいは工事現場などに設置して低騒音化に寄与することができる。
【００５９】
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。
【００６０】
例えば、アナログフィルタで実現するα・βは固定であってよいが、βを可変にすることも可能である。例えば所定の容量成分や抵抗成分を可変化して対応することができる。また、α・βを実現するアナログフィルタをディジタルフィルタで構成することも可能であるが、その場合には入力に対してＡ／Ｄ変換、出力に対してＤ／Ａ変換を行なわなければならず、回路規模が増大し、また、高いディジタル処理能力がなければ騒音に対する追従性も悪くなると予想される。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明に係る遮音壁の一例を示す概略斜視図である。
【図２】減音装置のシステム構成を例示するブロック図である。
【図３】図１の遮音壁の概略平面図である。
【図４】図１の遮音壁の概略側面図である。
【図５】減音装置の伝達関数を例示する説明図である。
【図６】シミュレーション条件及び音源などの配置並びに実験例に対する計測範囲を例示する説明図である。
【図７】シミュレーション結果として補正無しの場合の減衰量を示す説明図である。
【図８】シミュレーション結果として観測位置をＤ１として補正したときの減衰量を示す説明図である。
【図９】シミュレーション結果として観測位置をＤ４として補正したときの減衰量を示す説明図である。
【図１０】１次音源Ｓと２次音源Ｓ'の振幅差を示す説明図である。
【図１１】１次音源Ｓと２次音源Ｓ'の位相差を示す説明である。
【図１２】複数の減音装置を同時に作動した場合に減音装置相互間の影響により回折領域に称する１次音源Ｓと２次音源Ｓ'の振幅のずれの状態を２次音源Ｓ'の数による相違として示した説明図である。
【図１３】複数の減音装置を同時に作動した場合に減音装置相互間の影響により回折領域に称する１次音源Ｓと２次音源Ｓ'の位相のずれの状態を２次音源Ｓ'の数による相違として示した説明図である。
【図１４】実験例に対する測定結果として、補正パラメータβを加える前において制御回路を機能させないとき（ＡＮＣ＿ＯＦＦ）の音場を示す説明図である。
【図１５】実験例に対する測定結果として、補正パラメータβを加える前において制御回路を機能させたとき（ＡＮＣ＿ＯN）の音場を示す説明図である。
【図１６】実験例に対する測定結果として、補正パラメータβを加える前において制御回路を機能させたとき（ＯＮ）と機能させないとき（ＯＦＦ）の差を示す説明図である。
【図１７】実験例に対する測定結果として、Ｄ１の位置に減衰効果が最大になるよう設計された補正パラメータβを加えた場合において制御回路を機能させないとき（ＡＮＣ＿ＯＦＦ）の音場を示す説明図である。
【図１８】実験例に対する測定結果として、Ｄ１の位置に減衰効果が最大になるよう設計された補正パラメータβを加えた場合において制御回路を機能させたとき（ＡＮＣ＿ＯN）の音場を示す説明図である。
【図１９】実験例に対する測定結果として、Ｄ１の位置に減衰効果が最大になるよう設計された補正パラメータβを加えた場合において制御回路を機能させたとき（ＯＮ）と機能させないとき（ＯＦＦ）の差を示す説明図である。
【図２０】実験例に対する測定結果として、Ｄ４の位置に減衰効果が最大になるよう設計された補正パラメータβを加えた場合において制御回路を機能させないとき（ＡＮＣ＿ＯＦＦ）の音場を示す説明図である。
【図２１】実験例に対する測定結果として、Ｄ４の位置に減衰効果が最大になるよう設計された補正パラメータβを加えた場合において制御回路を機能させたとき（ＡＮＣ＿ＯN）の音場を示す説明図である。
【図２２】実験例に対する測定結果として、Ｄ４の位置に減衰効果が最大になるよう設計された補正パラメータβを加えた場合において制御回路を機能させたとき（ＯＮ）と機能させないとき（ＯＦＦ）の差を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６２】
１  リファレンスマイクロフォン
２  プリアンプ
３  第１フィルタ手段
４  電力増幅器
５  スピーカ
６  第２フィルタ手段
７  遮音壁
８  壁
９  制御回路
１０  アナログフィルタ
１２  騒音源
ＵＴ  減音装置
Ｄ１、Ｄ４  壁後方の所定位置（観測点）
【図１】
2006299799.tif 000014
【図２】
2006299799.tif 000015
【図３】
2006299799.tif 000016
【図４】
2006299799.tif 000017
【図５】
2006299799.tif 000018
【図６】
2006299799.tif 000019
【図７】
2006299799.tif 000020
【図８】
2006299799.tif 000021
【図９】
2006299799.tif 000022
【図１０】
2006299799.tif 000023
【図１１】
2006299799.tif 000024
【図１２】
2006299799.tif 000025
【図１３】
2006299799.tif 000026
【図１４】
2006299799.tif 000027
【図１５】
2006299799.tif 000028
【図１６】
2006299799.tif 000029
【図１７】
2006299799.tif 000030
【図１８】
2006299799.tif 000031
【図１９】
2006299799.tif 000032
【図２０】
2006299799.tif 000033
【図２１】
2006299799.tif 000034
【図２２】
2006299799.tif 000035
【手続補正書】
【提出日】平成18年6月1日(2006.6.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
前記制御回路は例えば前記リファレンスマイクロフォンの出力に応答して２次音源をフィードフォワード制御する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
【数２】
2006299799.tif 000036
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
１個のマイクロフォン１から１個のスピーカ５に至る１個の減音装置ＵＴによる閉じたフィードフォワード制御系だけを考えれば、他の減音装置ＵＴとの間の音波の干渉も考慮せずに済み、遮音壁のシステムは非常にシンプルで、上式のαはｎ個の減音装置ＵＴで全て等しいものとすればよい。現実には左右の減音装置ＵＴのスピーカ５からの音との干渉を無視することはできないが、各減音装置ＵＴのαを全ての減音装置ＵＴで共通とすることが全体のシステムの簡素化に役立つことになる。ここで、前記αは各減音装置ＵＴの制御回路９、特にそのアナログフィルタ１０のフィルタ特性を後述の補正係数βと共に決定する係数とされる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
次に、消音位置Ｐ点での任意の位置ｎの２次音源が作り出す音場をφ（Ｓ'n，P）として、２次音源（音源数Ｎ＋１個）を複数にしたときに、制御システムが作動しているときのPの音場Ｕon（P）は数３の式で与えられる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
数３の式において、ｒnは１次音源からそれぞれのリファレンスマイクロフォンまでの距離の違いによって生じた音の差を、ＲN/2位置で正規化した、数４で与えられる値とされる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
１次音源と２次音源の比Ｐrは数７の式によって与えられる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
複数音源を配置した遮音壁の場合、２次音源Ｓ'の数によってパラメータβの値をその都度変えなければならないということは望ましくないので、２次音源Ｓ'の数の増加に対して振幅と位相特性のリップルが充分収束した補正パラメータβの値を採用することになる。図１２及び図１３では、２次音源数８個の場合と２４個の場合でその差異が大きく同一視できないが、２４個以上であればほぼ等しい特性となって表れている。即ち、補正値パラメータβの特性が充分収束してくるための２次音源Ｓ'の数４８個を、βの代表値と決めることは何ら差し支えることはなく、減音装置には同一のパラメータが使用できることになる。又、振幅及び位相特性は、補正パラメータβを簡単な回路で実現しようとするとできるだけリップルの小さいものが好ましく、アナログフィルタ１０の次数も高くすることなく構成できる。因みに上述のシミュレーションは２次音源Ｓ'の数を４８個として計算した。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
【数７】
2006299799.tif 000037
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
以上により、本発明のＡＮＣによる遮音壁は、壁の高さを上げなくても同じ効果の騒音低減措置が施されるようになるので、高速道路等の両脇に建てられるような高層壁の他にも、一般道路の車道と歩道の境界などに設置して低騒音化に寄与することができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
さらに、本発明に係る遮音壁は、壁の高さを増さなくても、それと同じような騒音低減効果を得ることができるから、高速道路等の両脇に建てられるような高層壁、一般道路の車道と歩道の境界などに設置して低騒音化を実現することが可能である。