(57)【要約】【課題】騒音を忠実に検出できない障害発生の検出に寄与できるマイクロフォンユニットを提供することを目的とする。【解決手段】筐体（３）にマイク本体（５）が内蔵されているマイクロフォンユニット（１）であって、筐体（３）の音孔（２）から筐体（３）の内部に入った音をマイク本体（５）で検出している。筐体（３）には音孔（２）から筐体（３）の内部に入った光を検出する光検出器（７）を設けられている。したがって、この光検出器（７）の検出レベルをモニタすることによって、音孔（２）が閉塞する障害の発生したことを、光検出器（７）の検出レベルの変化から検出することができる。【選択図】図１
2018011238.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音孔を有する筐体と、
前記筐体に内蔵され前記音孔から前記筐体の内部に入った音を検出するマイク本体と、
前記筐体に内蔵され前記音孔から前記筐体の内部に入った光を検出する光検出器と、
を設けたマイクロフォンユニット。
【請求項２】
前記光検出器と前記マイク本体としてのエレクトレットコンデンサーマイクロホンが、単一の電気配線基板に実装されていることを特徴とする、
請求項１記載のマイクロフォンユニット。
【請求項３】
前記光検出器と前記マイク本体としてのシリコンマイクが、単一のチップ基板に配置されていることを特徴とする、
請求項１記載のマイクロフォンユニット。
【請求項４】
前記筐体に内蔵され前記音孔に向かって検出光を出射する光源を設け、前記光検出器は前記音孔の方向から入射した前記光源からの光を検出することを特徴とする、
請求項１記載のマイクロフォンユニット。
【請求項５】
騒音低減対象室の騒音を検出するマイクロフォンユニットと、
前記マイクロフォンユニットの検出した前記騒音に応じて前記騒音低減対象室に前記騒音を低減する制御音を出力するコントローラとを設け、
前記マイクロフォンユニットは、
音孔を有する筐体と、
前記筐体に内蔵され前記音孔から前記筐体の内部に入った音を検出するマイク本体と、
前記筐体に内蔵され前記音孔から前記筐体の内部に入った光を検出する光検出器とを有し、
前記コントローラは、
前記光検出器の光検出レベルが設定レベル以上の場合に、低減対象の原因を検出した参照信号を、前記マイク本体の検出した前記騒音に基づいて処理した制御音を出力する通常モードで動作し、
前記光検出器の光検出レベルが設定レベル未満の場合に、前記参照信号を処理する状態をその直前の前記通常モードの状態に規定期間だけ維持する補間モードで動作するよう構成した、
騒音低減装置。
【請求項６】
前記コントローラは、
自動車のランプの点灯中を検出すると、前記光検出器の光検出レベルが設定レベル未満の場合でも前記通常モードで動作するよう構成した、
請求項５記載の騒音低減装置。
【請求項７】
前記コントローラは、年間カレンダに基づき季節毎の日の出時間，日没時間に従って、日没後には、前記光検出器の光検出レベルが設定レベル未満の場合でも前記通常モードで動作するよう構成した、
請求項５記載の騒音低減装置。
【請求項８】
複数の前記マイクロフォンユニットを有し、
前記コントローラは、
前記複数のうちの少なくとも一つの前記光検出部の光検出レベルが設定レベル以上の場合に、前記通常モードで動作し、前記複数のうちの全部の前記光検出部の光検出レベルが設定レベル未満の場合に、前記補間モードで動作するよう構成した、
請求項５記載の騒音低減装置。
【請求項９】
騒音低減対象室の騒音を検出するマイクロフォンユニットと、
前記マイクロフォンユニットの検出した前記騒音に応じて前記騒音低減対象室に前記騒音を低減する制御音を出力するコントローラとを設け、
前記マイクロフォンユニットは、
音孔を有する筐体と、前記筐体に内蔵され前記音孔から前記筐体の内部に入った音を検出するマイク本体と、前記筐体に内蔵され前記音孔から前記筐体の内部に入った光を検出する光検出器と、前記車内に、非可視光を出射する光源を前記マイクロフォンユニットとは別に設け、
前記コントローラは、
前記光検出器の光検出レベルが設定レベル以上の場合に、低減対象の原因を検出した参照信号を、前記マイク本体の検出した前記騒音に基づいて処理した制御音を出力する通常モードで動作し、前記光検出器の光検出レベルが設定レベル未満の場合に、前記参照信号を処理する状態をその直前の前記通常モードの状態に規定期間だけ維持する補間モードで動作するよう構成した、
騒音低減装置。
【請求項１０】
音を検出するシリコンマイクと、
前記シリコンマイクと同じチップ基板に配置され前記シリコンマイクの近傍に入射した光を検出する光検出器と、
を設けたことを特徴とする集積回路部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、騒音の検出などに使用されるマイクロフォンユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車室内に発生する車内騒音のひとつに「こもり音」がある。これは、エンジン回転によって発生した起振力が車体を介して車室に伝わって発生したり、車室の空洞共振によっても発生する。また、別の車内騒音の例として「ロードノイズ」があげられる。これは、走行時に路面の凹凸などにより励起された振動が騒音として車室に伝わる。このような不快な車内騒音を低減するために、騒音とは逆位相かつ等振幅の制御音を形成し、これをスピーカによって車内に流して打ち消す騒音低減装置が知られている。
【０００３】
この騒音低減装置としては特許文献１，２，３がある。何れの騒音低減装置においても、車内の騒音を検出するためにマイクロフォンユニットが使用されている。マイクロフォンユニットとしては特許文献４，５がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−８３８０９号公報
【特許文献２】特開２０１６−６８７１４号公報
【特許文献３】特開２０１４−９５７７０号公報
【特許文献４】特許第３９５５２７６号公報
【特許文献５】特開２００９−１９４７３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
騒音低減装置が十分に機能するためには、車室内の騒音を忠実に検出することが必要である。しかし、マイクロフォンユニットの音入口である音孔が閉塞する事態が発生した場合には、動作性能が低減したり、動作が不安定になる課題がある。
【０００６】
具体例としては、搭乗者の一人が指を音孔に押し付けて塞いだ状態がある。この他にも、マイクロフォンユニットが車内天井に配置されており、後部座席に積み上げられた荷物がマイクロフォンユニットの音孔の前方付近に近付いてしまって、車室内の騒音を検出しづらくなった場合などがある。
【０００７】
本発明は、騒音を忠実に検出できない障害発生の検出に寄与できるマイクロフォンユニット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】
【０００８】
本発明のマイクロフォンユニットは、音孔を有する筐体と、前記筐体に内蔵され前記音孔から前記筐体の内部に入った音を検出するマイク本体と、前記筐体に内蔵され前記音孔から前記筐体の内部に入った光を検出する光検出器とを設けたことを特徴とする。
【０００９】
本発明のマイクロフォンユニットを使用した騒音低減装置は、騒音低減対象室の騒音を検出するマイクロフォンユニットと、前記マイクロフォンユニットの検出した前記騒音に応じて前記騒音低減対象室に前記騒音を低減する制御音を出力するコントローラとを設け、前記マイクロフォンユニットは、音孔を有する筐体と、前記筐体に内蔵され前記音孔から前記筐体の内部に入った音を検出するマイク本体と、前記筐体に内蔵され前記音孔から前記筐体の内部に入った光を検出する光検出器とを有し、前記コントローラは、前記光検出器の光検出レベルが設定レベル以上の場合に、低減対象の原因を検出した参照信号を、前記マイク本体の検出した前記騒音に基づいて処理した制御音を出力する通常モードで動作し、前記光検出器の光検出レベルが設定レベル未満の場合に、前記参照信号を処理する状態をその直前の前記通常モードの状態に規定期間だけ維持する補間モードで動作するよう構成したことを特徴とする。
【００１０】
本発明のマイクロフォンユニットを使用した騒音低減装置は、騒音低減対象室の騒音を検出するマイクロフォンユニットと、前記マイクロフォンユニットの検出した前記騒音に応じて前記騒音低減対象室に前記騒音を低減する制御音を出力するコントローラとを設け、前記マイクロフォンユニットは、音孔を有する筐体と、前記筐体に内蔵され前記音孔から前記筐体の内部に入った音を検出するマイク本体と、前記筐体に内蔵され前記音孔から前記筐体の内部に入った光を検出する光検出器と、前記車内に、非可視光を出射する光源を前記マイクロフォンユニットとは別に設け、前記コントローラは、前記光検出器の光検出レベルが設定レベル以上の場合に、低減対象の原因を検出した参照信号を、前記マイク本体の検出した前記騒音に基づいて処理した制御音を出力する通常モードで動作し、前記光検出器の光検出レベルが設定レベル未満の場合に、前記参照信号を処理する状態をその直前の前記通常モードの状態に規定期間だけ維持する補間モードで動作するよう構成したことを特徴とする。
【００１１】
本発明の集積回路部品は、音を検出するシリコンマイクと、前記シリコンマイクと同じチップ基板に配置され前記シリコンマイクの近傍に入射した光を検出する光検出器と、を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のマイクロフォンユニットによると、筐体の音孔から前記筐体の内部に入った騒音をマイク本体で検出し、前記筐体に内蔵した光検出器によって前記音孔の状態を検出できる。
【００１３】
また、本発明のマイクロフォンユニットを使用した騒音低減装置によると、前記マイクロフォンユニットの検出した前記騒音に応じて前記騒音低減対象室に前記騒音を低減する制御音を出力するコントローラは、前記光検出器の光検出レベルが設定レベル以上の場合に、低減対象の原因を検出した参照信号を、前記マイク本体の検出した前記騒音に基づいて処理した制御音を出力する通常モードで動作し、前記光検出器の光検出レベルが設定レベル未満の場合に、前記参照信号を処理する状態をその直前の前記通常モードの状態に規定期間だけ維持するので、マイクロフォンユニットの音孔が閉塞する事態が発生した場合であっても、動作性能が急激に低減したり、動作が不安定になる事態を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明のマイクロフォンユニットの（ａ）拡大断面図と（ｂ）拡大平面図
【図２】実施の形態１の騒音低減装置を搭載した自動車の車室内配置を示す（ａ）側面図と（ｂ）平面図
【図３】実施の形態１のマイクロフォンユニットの取り付け状態を示す拡大断面図
【図４】実施の形態１の騒音低減装置の要部のフローチャート図
【図５】実施の形態２の騒音低減装置の要部のフローチャート図
【図６】実施の形態３の騒音低減装置の車室内配置を示す平面図
【図７】実施の形態３の騒音低減装置の要部のフローチャート図
【図８】実施の形態４の騒音低減装置の車室内配置を示す側面図
【図９】実施の形態４の騒音低減装置の要部のフローチャート図
【図１０】実施の形態５のマイクロフォンユニットを示す拡大断面図
【図１１】実施の形態５の騒音低減装置の要部のフローチャート図
【図１２】実施の形態６のマイクロフォンユニットを示す（ａ）拡大断面図と（ｂ）水平断面図
【図１３】実施の形態６のマイクロフォンユニットの（ａ）（ｂ）（ｃ）組み立て工程図
【図１４】比較例のマイクロフォンユニットの（ａ）（ｂ）（ｃ）組み立て工程図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の各実施の形態を図面に基づいて説明する。
なお、同様の作用を成すものには同一の符号を付けて説明する。
（実施の形態１）
図１〜図４は本発明の実施の形態１を示す。
【００１６】
図１（ａ）（ｂ）は、図２に示した騒音低減装置に使用するマイクロフォンユニットを示す。
このマイクロフォンユニット１は、音孔２を有する筐体３と、筐体３に内蔵された配線基板４とで構成されている。配線基板４には、マイク本体５と、このマイク本体５の出力信号を増幅する電子回路６、およびマイク本体５の近傍位置に光検出器７が実装されている。マイク本体５にはエレクトレットコンデンサーマイクロホン（ＥＣＭ：Electret Condenser Microphone）を使用した。
【００１７】
８は配線基板４への給電ならびにマイク本体５の出力信号を外部へ引き出す接続線である。９は筐体３に形成された接続線挿通孔である。筐体３の内部でマイク本体５の周りには、パイプ状の隔壁１０が配置されている。この隔壁１０は、配線基板４の上面と筐体３の裏面との間に配置され、音孔２からマイク本体５へ繋がる密閉空間Ａと、接続線挿通孔９から筐体３の内部へ繋がる密閉空間Ｂを仕切っている。
【００１８】
なお、光検出器７は、音孔２から筐体３の内部に入射した光Ｐを検出するように、配線基板４に実装されている。光検出器４の検出信号は、接続線８を介して筐体３の外部から読み取れる。この光検出器７は図２に示す騒音低減装置１１における入力信号として使用して非常に有効である。
【００１９】
具体的には、図２（ａ）（ｂ）と図３に示すように自動車のルーフパネル１２と車室（騒音低減対象室）１３の内張１４との隙間１５に、音孔２を車室１３に接続してマイクロフォンユニット１が取り付けられている。１６は装飾物である。
【００２０】
騒音低減装置１１のコントロールユニット（以下、コントローラと称す）１７は、マイクロコンピュータを主要部として構成されている。コントローラ１７には、マイクロフォンユニット１の信号の他に、この実施の形態ではヘッドライト１８，スモールランプ１９などの点灯情報２０が入力されている。２１はヘッドライト１８，スモールランプ１９などへの通電をオン−オフする接続ユニットで、ヘッドライト１８の点灯スイッチ２２，スモールランプ１９の点灯スイッチ２３の他に、トンネル通行時にヘッドライト１８を自動でオン−オフするオートスイッチ（図示せず）が接続されている。コントローラ１７は、マイク本体５が検出した騒音と逆位相で同じレベルの制御音Ｃｔを作成し、これをスピーカ２４によって車室内に放出することによって、低減対象としてのエンジンこもり音などを低減する。
【００２１】
なお、制御音Ｃｔは、コントローラ１７に構成されている適応フィルタ１７Ａの関数を変更することで、適正になるよう制御されている。適応フィルタ１７Ａは、自動車のこもり音の原因となっているエンジンの時々の回転数に応じた参照信号Ｍを入力信号として、これを処理して出力するものである。
【００２２】
このコントローラ１７は、図４に示すように構成されている。
ステップＳ１では、マイクロフォンユニット１のマイク本体５から車室内の騒音Ｎｔを読み取る。
【００２３】
次いでステップＳ２〜Ｓ５で構成されるルーチンＲ１を実行して、音孔２が塞がれていないかを判定する。音孔２が塞がれていないと判定した場合には、ステップＳ６を実行する。
【００２４】
ステップＳ６では、ステップＳ１で読み取った騒音に基づいて最新の制御音Ｃｔを作成するに必要な適応フィルタの関数Ｆｔを決定する。ステップＳ６に次いで実行されたステップＳ７では、エンジンの時々の回転数に応じた参照信号Ｍを、ステップＳ６で更新された関数Ｆｔの適応フィルタによって処理した最新の制御音Ｃｔを作成する。ステップＳ８でスピーカ２４を駆動して制御音Ｃｔを車室へ出力する。この明細書ではこれを騒音低減装置１１の通常モードと称している。
【００２５】
ルーチンＲ１のステップＳ２では、マイクロフォンユニット１の光検出器７の検出している光レベルを読み取る。
ステップＳ３では、設定レベルとステップＳ２で読み取った光レベルとを比較してレベル判定を実施する。ここで設定レベルは、音孔２が閉塞されていない場合と音孔２が閉塞されている場合とを区別するための設定値である。車室内には車室外から光が入射しており、音孔２が閉塞された場合には光検出器７に入射する光のレベルが低下する。
【００２６】
音孔２が閉塞されていないとステップＳ３において判定した場合には、ステップＳ６を実行する。
ステップＳ２で読み取った光レベルから音孔２が閉塞されている状態であるとステップＳ３において判定した場合には、ステップＳ４を実行する。
【００２７】
ステップＳ４では、点灯情報２０を読み取る。そしてステップＳ５で点灯中であると判定した場合には、日没後の走行中のため光検出器７に入射する光のレベルが低下した状態であって、ステップＳ１で検出した騒音は有効であると判定して、ステップＳ６を実行する。
【００２８】
ステップＳ５において消灯中であると判定した場合には、音孔２が閉塞されているために、光検出器７に入射する光のレベルが低下した状態であって、ステップＳ１で検出した騒音は無効であると判定して、ステップＳ６を飛び越してステップＳ７を実行する。この場合には、ステップＳ１で検出したＮｔに基づいてステップＳ６での適応フィルタ１７Ａの関数を更新するのではなくて、前回にステップＳ６で更新されたＦｔ−１の適応フィルタ１７Ａでエンジンの時々の回転数に応じた参照信号Ｍを処理した制御音Ｃｔ−ａを、ステップＳ８において一時的に車室内へ出力して、動作性能の低減、動作の安定化を実現している。この明細書ではこれを騒音低減装置１１の補間モードと称している。
【００２９】
ステップＳ８に次いでステップＳ９を実行する。ステップＳ９では、補間モード動作中におけるコントローラ１７のマイクロコンピュータに対する割り込みの有無を判定する。具体的には、通常モードから補間モードに切り換えてから規定時間が経過したかを判定する。補間モード動作中で規定時間の経過を検出するまでは、ステップＳ６での更新を実行せずにステップＳ７，Ｓ８を繰り返し実行する。
【００３０】
通常モード動作中のステップＳ９では、割り込み判定を飛び越してステップＳ１に戻る。
このように構成したため、車外が明るい走行中に音孔２が搭乗者によって故意に閉塞された障害の発生時には、ルーチンＲ１の実行によってステップＳ６を実行しない補間モードで動作するため、間違った騒音検出によって誤動作して搭乗者に不快感を与えるような事態の発生を回避できる。
【００３１】
（実施の形態２）
上記の実施の形態において、ヘッドライト，スモールランプなどの点灯情報２０に基づいて通常モードから補間モードへの切り換えを実施したが、年間カレンダと現在時刻に基づき、日没前の数時間から日の出後の数時間の夜間走行時には、光レベルの低下を検出しても、補間モードに切り換えないように構成することもできる。
【００３２】
図５はこの場合のコントローラ１７のフローチャートを示す。
この実施の形態においては、年間の季節毎の日の出時間と日没時間が予め設定された年間カレンダ（図示せず）が現在時間を出力する時計とは別に、コントローラ１７に接続されている。
【００３３】
この場合は、図４におけるルーチンＲ１が図５のルーチンＲ２に置き換わる。図５のルーチンＲ２では、図４のステップＳ４，Ｓ５がそれぞれステップＳ４−ｂ，Ｓ５−ｂに代わる他は、図４と同じである。
【００３４】
ステップＳ４−ｂでは、現在の日付けをキーに年間カレンダから太陽の当日の日の出時間と日没時間を読み取る。
ステップＳ５−ｂでは、時計から読み取った現在時間とステップＳ４−ｂで読み取った標準的な日の出時間，日没時間とを比較して、現在時刻から現在の走行環境が夜間／日中の何れであるかを判別する。
【００３５】
ステップＳ５−ｂで夜間と判定された場合には、ステップＳ６を実行する。ステップＳ５−ｂで日中走行中と判定された場合には、ステップＳ６を飛び越してステップＳ７を実行する。
【００３６】
このように構成したため、年間カレンダから読み取った太陽の日の出時間，日没時間を基準にして、車外が明るいと推定される日中走行中に、音孔２が搭乗者によって故意に閉塞された障害の発生時には、ルーチンＲ２の実行によってステップＳ６を実行しない補間モードで動作するため、間違った騒音検出によって誤動作して搭乗者に不快感を与えるような事態の発生を回避できる。
【００３７】
（実施の形態３）
上記の実施の形態では、一つのマイクロフォンユニット１の信号をコントローラ１７の入力信号としていたが、この実施の形態３では複数のマイクロフォンユニットの信号をコントローラ１７の入力信号として、各マイクロフォンユニットに内蔵された光検出器の検出に基づいて走行環境の夜間／日中を区別している。
【００３８】
図６と図７は本発明の実施の形態３を示す。
図６に示すようにコントローラ１７には、２台のマイクロフォンユニット１ａ，１ｂと、２台のスピーカ２４ａ，２４ｂが接続されている。コントローラ１７には適応フィルタ１７Ａ，１７Ｂが構成されている。適応フィルタ１７Ａ，１７Ｂは、エンジンの時々の回転数に応じた参照信号Ｍを入力信号として、これを処理して出力するものである。マイクロフォンユニット１ａ，１ｂの構造は実施の形態１と同じである。その取り付け状態も図３と同じで、何れも音孔２を車室内に向けて取り付けられている。
【００３９】
スピーカ２４ａはマイクロフォンユニット１ａの検出エリアに制御音を出力するように車室に設置されている。スピーカ２４ｂはマイクロフォンユニット１ｂの検出エリアに制御音を出力するように車室に設置されている。
【００４０】
コントローラ１７は図７に示すように構成されている。
ステップＳ１では、マイクロフォンユニット１ａのマイク本体５ａからの騒音出力Ｎａｔと、マイクロフォンユニット１ｂのマイク本体５ｂからの騒音出力Ｎｂｔを区別して読み取る。
【００４１】
次いでステップＳ２〜Ｓ４で構成されるルーチンＲ３を実行して、マイクロフォンユニット１ａ，１ｂの音孔２，２が塞がれていないかを判定する。ルーチンＲ３の判定に基づいて、ステップＳ５，Ｓ６，Ｓ８、またはステップＳ７，Ｓ６，Ｓ８を実行してスピーカ２４ａ，２４ｂから車室内に制御音を出力する。
【００４２】
ルーチンＲ３のステップＳ２では、マイクロフォンユニット１ａの光検出器７ａの検出している光レベルＰａと、マイクロフォンユニット１ｂの光検出器７ｂの検出している光レベルＰｂを区別して読み取る。
【００４３】
ステップＳ３では、設定レベルとステップＳ２で読み取った光レベルＰａ，Ｐｂとを比較してレベル判定を実施する。日の出後の数時間から日没前の数時間の日中走行時には、車外から車室内に自然光が入射しており、音孔２が閉塞された場合には光検出器７ａ，７ｂに入射する光のレベルが低下する。
【００４４】
ステップＳ２で読み取った光レベルＰａ，Ｐｂが何れも設定レベルよりも明るい場合には、ステップＳ３において車両の走行環境が日中走行中で、かつ音孔２，２が共に閉塞されていないと判定して、ステップＳ５を実行する。
【００４５】
ステップＳ５では、ステップＳ１で読み取った最新の騒音出力Ｎａｔに基づいて最新の制御音Ｃｔを作成するに必要な適応フィルタ１７Ａの関数Ｆａｔを決定する。また最新の騒音出力Ｎｂｔに基づいて最新の制御音Ｃｂｔを作成するに必要な適応フィルタ１７Ｂの関数Ｆｂｔを決定する。
【００４６】
ステップＳ５に次いでステップＳ６が実行された場合には、ステップＳ６では、ステップＳ６で更新された関数Ｆａｔ，Ｆｂｔの適応フィルタ１７Ａ，１７Ｂによってエンジンの時々の回転数に応じた参照信号Ｍを処理した最新の制御音Ｃａｔ，Ｃｂｔを作成する。ステップＳ８でスピーカ２４を駆動して制御音Ｃｔ，Ｃｂｔを車室へ出力する。この明細書ではこれを騒音低減装置１１の通常モードと称している。
【００４７】
ステップＳ３において光レベルＰａ，Ｐｂの少なくとも何れかが暗くなったと判定した場合には、ステップＳ４を実行する。
ステップＳ４では、光レベルの暗くなったマイクロフォンユニットが、マイクロフォンユニット１ａ，１ｂの一部か全部かを判定する。マイクロフォンユニットの一部が暗くなった場合には、暗くなったマイクロフォンユニットの音孔が閉塞された場合であると判定して、次いでステップＳ７を実行する。
【００４８】
ステップＳ７では、ステップＳ４において光レベルＰａが明るく、光レベルＰｂが暗い、つまり、マイクロフォンユニット１ｂの音孔２が閉塞されていると判定した場合には、ステップＳ７では、ステップＳ１で読み取った最新の騒音出力Ｎａｔに基づいて最新の制御音Ｃｔを作成するに必要な適応フィルタ１７Ａの関数Ｆａｔを決定する。また最新の騒音出力Ｎｂｔに基づいて適応フィルタ１７Ｂの関数Ｆｂｔを更新せずに前回の関数Ｆｂｔ−１を維持する。ステップＳ７に次いで実行するステップＳ６では、エンジンの時々の回転数に応じた参照信号Ｍを関数Ｆａｔの適応フィルタ１７Ａで処理した最新の制御音Ｃａｔと、エンジンの時々の回転数に応じた参照信号Ｍを前回の適応フィルタＦｂｔ−１の適応フィルタ１７Ｂで処理した制御音Ｃｂｔ−ａを作成する。
【００４９】
このようにしてステップＳ８でスピーカ２４ｂから出力する制御音については、最新の騒音出力Ｎｂｔに基づいて作成した最新の制御音Ｃｂｔに更新せずに、前回の関数Ｆｂｔ−１でエンジンの時々の回転数に応じた参照信号Ｍを処理した制御音Ｃｂｔ−ａを車室に出力する。
【００５０】
この明細書ではステップステップＳ７，Ｓ６，Ｓ８を実行する場合を、騒音低減装置１１の補間モードと称している。
また、ステップＳ４において光レベルＰａが暗く、光レベルＰｂが明るい、つまり、マイクロフォンユニット１ａの音孔２が閉塞されていると判定した場合には、ステップＳ７において、適応フィルタ１７Ａの関数Ｆａｔを更新せずに前回の関数Ｆａｔ−１を維持し、適応フィルタ１７Ｂの関数Ｆｂｔを更新して、補間モードを実行する。
【００５１】
また、ステップＳ４でマイクロフォンユニット１ａの光レベルＰａが暗く、マイクロフォンユニット１ｂの光レベルＰｂも暗い、つまり、車両の走行環境が夜間走行中であると判定した場合には、次いでステップＳ５，Ｓ６，Ｓ８を実行する通常モードとなる。
【００５２】
ステップＳ８に次いでステップＳ９を実行する。ステップＳ９では、補間モード動作中におけるコントローラ１７のマイクロコンピュータに対する割り込みの有無を判定する。具体的には、通常モードから補間モードに切り換えてから規定時間が経過したかを判定する。補間モード動作中で規定時間の経過を検出するまでは、一部の適応フィルタのみを更新するステップＳ７を実行し、次いでＳ６，Ｓ８を実行する。
【００５３】
通常モード動作中には、ステップＳ９では、割り込み判定を飛び越してステップＳ１に戻る。
このように構成したため、走行中に音孔２，２が搭乗者によって故意に閉塞された障害の発生時には、補間モードで動作するため、間違った騒音検出によって誤動作して搭乗者に不快感を与えるような事態の発生を回避できる。
【００５４】
（実施の形態４）
上記の実施の形態において、光検出器は車室に入射している自然光を検出したが、車室内に照射した非可視光（赤外光）を検出するように構成した場合には、騒音低減装置のコントローラはヘッドライト，スモールランプなどの点灯情報や予め設定された年間カレンダ、複数のマイクロフォンユニットに基づかなくても、通常モードと補間モードを切り換えることができる。
【００５５】
図８と図９は本発明の実施の形態４を示す。
この実施の形態４では、図８に示すように光源としての発光ダイオード２５がダッシュボードに配置されており、車室内に向かって非可視光としての赤外線ＩＲを連続して出射している。マイクロフォンユニット１は実施の形態１の図１（ａ）（ｂ）と同じであって、図３と同じようにルーフパネル１２と車室の内張１４との隙間１５に、音孔２を車室１３に接続して取り付けられている。マイクロフォンユニット１の光検出器７の検出感度は、赤外線ＩＲを検出してその他の波長の検出感度が低く調整されている。
【００５６】
コントローラ１７は図９に示すように構成されている。
ステップＳ１では、マイクロフォンユニット１のマイク本体５からの騒音出力Ｎｔを読み取る。
【００５７】
ステップＳ２では、発光ダイオード２５から出射されて音孔２に直接または車室で反射して入射した赤外光ＩＲの光レベルを光検出器７で読み取る。
ステップＳ３では、設定レベルとステップＳ２で読み取った光レベルとを比較してレベル判定を実施する。ここで設定レベルは、音孔２が閉塞されていない場合と閉塞されている場合とを区別するための設定値である。音孔２が閉塞された場合には光検出器７に入射する光レベルが低下する。
【００５８】
音孔２が閉塞されていないとステップＳ３において判定した場合には、ステップＳ４を実行する。
ステップＳ４では、ステップＳ１で読み取った騒音に基づいて最新の制御音Ｃｔを作成するに必要な適応フィルタの関数Ｆｔを決定する。ステップＳ４に次いでステップＳ５が実行された場合には、ステップＳ５では、ステップＳ４で更新された関数Ｆｔの適応フィルタによって処理した最新の制御音Ｃｔを作成する。ステップＳ６でスピーカ２４を駆動して制御音Ｃｔを車室へ出力する。この明細書ではこれを騒音低減装置１１の通常モードと称している。
【００５９】
音孔２が閉塞されているとステップＳ３において判定した場合には、ステップＳ４を飛び越してステップＳ５を実行する。つまり、音孔２が閉塞されているために、ステップＳ１で検出した騒音は無効であると判定して、ステップＳ４を飛び越してステップＳ５を実行する。この場合には、ステップＳ１で検出したＮｔに基づいてステップＳ４での適応フィルタ１７Ａの関数を更新するのではなくて、前回に更新されたステップＳ４で更新されたＦｔ−１の適応フィルタ１７Ａでエンジンの時々の回転数に応じた参照信号Ｍを処理した制御音Ｃｔ−ａを、ステップＳ６において一時的に車室内へ出力して、動作性能の低減、動作の安定化を実現している。この明細書ではこれを騒音低減装置１１の補間モードと称している。
【００６０】
ステップＳ６に次いでステップＳ７を実行する。ステップＳ７では、補間モード動作中におけるコントローラ１７のマイクロコンピュータに対する割り込みの有無を判定する。具体的には、通常モードから補間モードに切り換えてから規定時間が経過したかを判定する。補間モード動作中で規定時間の経過を検出するまでは、ステップＳ４での更新を実行せずにステップＳ５，Ｓ６を繰り返し実行する。
【００６１】
このように構成したため、音孔２が搭乗者によって故意に閉塞された障害の発生時には、ステップＳ４を実行しない補間モードで動作するため、間違った騒音検出によって誤動作して搭乗者に不快感を与えるような事態の発生を回避できる。
【００６２】
なお、発光ダイオード２５の出射光を特定のコードまたは信号で変調しておき、ステップＳ３，Ｓ４での光レベルの読み取りと光レベルの判定時に、特定のコードまたは信号が含まれている成分だけを有効成分として処理することによって、車室内に発生している各種の光の影響を低減でき、信頼性の向上を期待できる。
【００６３】
なお、発光ダイオード２５をダッシュボードに配置したが、配置場所はダッシュボードに限定されない。ダッシュボードまたはその他の場所に取り付けられ車室に向かって光を出車する各種の計器類や表示器、オーディオ装置の表示器を、前記発光ダイオード２５に代わる光源として使用することもできる。または、代用とする光源には、可視光と非可視光の複数の帯域の光を出射するものを使用してもよい。
【００６４】
（実施の形態５）
上記の実施の形態において、マイクロフォンユニットはマイク本体と光検出器を内蔵したが、マイクロフォンユニットの内部に光検出器の他に、マイクロフォンユニットの内部から音孔を通過して外部に向かって光を照射する光源を設け、音孔が閉塞またはそれに似た障害が発生した場合に、音孔を通過してマイクロフォンユニットの内部に反射してきた光を光検出器によって受光するように構成することもできる。
【００６５】
図１０と図１１は本発明の実施の形態５を示す。
この実施の形態５では、図１０に示すように光源としての発光ダイオード２６がマイクロフォンユニット１の配線基板４に実装されており、車室内に向かって非可視光としての赤外線ＩＲを連続して出射している。マイクロフォンユニット１のその他は実施の形態１の図１（ａ）（ｂ）図３と同じである。マイクロフォンユニット１の光検出器７の検出感度は、赤外線ＩＲを検出してその他の波長の検出感度が低く調整されている。
【００６６】
コントローラ１７は図１１に示すように構成されている。
ステップＳ１では、マイクロフォンユニット１のマイク本体５からの騒音出力Ｎｔを読み取る。
【００６７】
ステップＳ２では、発光ダイオード２６から音孔２を通過して車室に出射された光が、光検出器７によって検出された光レベルＰｔを読み取る。
具体的には、車室の障害物２７が音孔２の付近に存在しない場合には、発光ダイオード２６から出射した光は、光検出器７によって検出されないか、車室で反射を繰り返して音孔２からマイクロフォンユニット１に入射したとしても、その光レベルは非常に低レベルである。
【００６８】
車室の障害物２７が音孔２の付近に出現した場合には、発光ダイオード２６から出射した光は、障害物２７で反射して音孔２からマイクロフォンユニット１に入射するため、その光レベルは非常に高レベルである。
【００６９】
ステップＳ３では、設定レベルと比較してステップＳ３で読み取った光レベルが低レベルか高レベルかを判定する。低レベルと判定した場合には、次いでステップＳ４を実行する。
【００７０】
ステップＳ４では、ステップＳ１で読み取った騒音に基づいて最新の制御音Ｃｔを作成するに必要な適応フィルタの関数Ｆｔを決定する。ステップＳ４に次いでステップＳ５が実行された場合には、ステップＳ５では、ステップＳ４で更新された関数Ｆｔの適応フィルタによって処理した最新の制御音Ｃｔを作成する。ステップＳ６でスピーカ２４を駆動して制御音Ｃｔを車室へ出力する。この明細書ではこれを騒音低減装置１１の通常モードと称している。
【００７１】
ステップＳ３において高レベルであると判定した場合には、ステップＳ４を飛び越してステップＳ５を実行する。つまり、音孔２が閉塞またはそれに近い状態になっているために、ステップＳ１で検出した騒音は無効であると判定して、ステップＳ４を飛び越してステップＳ５を実行する。この場合には、ステップＳ１で検出したＮｔに基づいてステップＳ４での適応フィルタ１７Ａの関数を更新するのではなくて、前回に更新されたステップＳ４で更新されたＦｔ−１の適応フィルタ１７Ａでエンジンの時々の回転数に応じた参照信号Ｍを処理した制御音Ｃｔ−ａを、ステップＳ６において一時的に車室内へ出力して、動作性能の低減、動作の安定化を実現している。この明細書ではこれを騒音低減装置１１の補間モードと称している。
【００７２】
ステップＳ６に次いでステップＳ７を実行する。ステップＳ７では、補間モード動作中におけるコントローラ１７のマイクロコンピュータに対する割り込みの有無を判定する。具体的には、通常モードから補間モードに切り換えてから規定時間が経過したかを判定する。補間モード動作中で規定時間の経過を検出するまでは、ステップＳ４での更新を実行せずにステップＳ５，Ｓ６を繰り返し実行する。
【００７３】
このように構成したため、音孔２が搭乗者によって故意に閉塞された障害の発生時には、ステップＳ４を実行しない補間モードで動作するため、間違った騒音検出によって誤動作して搭乗者に不快感を与えるような事態の発生を回避できる。
【００７４】
（実施の形態６）
上記の各実施の形態において、マイクロフォンユニットは、マイク本体５と、このマイク本体５の出力信号を増幅する電子回路６、およびマイク本体５の近傍位置に光検出器７が配線基板４に実装されていたが、マイク本体５を、公知のＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical systemS）技術を採用して構成した場合には、マイクロフォンユニットの組み立て性を改善できると共にマイクロフォンユニットの筐体が小型化されることにより、マイクロフォンユニットの取り付け箇所の選択肢を広げることが期待できる。
【００７５】
図１２（ａ）（ｂ）と図１３（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施の形態６を示す。
図１２に示すように、このマイクロフォンユニット１は、音孔２を有する筐体３と、筐体３に内蔵された配線基板４とで構成されている。配線基板４には、チップ基板にＭＥＭＳ技術を採用して半導体プロセスで形成された、マイク本体５としてのシリコンマイク２８と、シリコンマイク２８と同一のチップ基板上に、光検出器７としてのフォトトランジスタ２９が作製された第１集積回路部品３０と、シリコンマイク２８の出力信号を増幅する電子回路が構築された第２集積回路部品３１が実装されている。８は配線基板４への給電ならびにシリコンマイク２８の出力信号を外部へ引き出す接続線である。９は筐体３に形成された接続線挿通孔である。筐体３の内部で第１集積回路部品３０の周りには、パイプ状の隔壁１０が配置されている。この隔壁１０は、配線基板４の上面と筐体３の裏面との間に配置され、音孔２からシリコンマイク２８へ繋がる密閉空間Ａと、接続線挿通孔９から筐体３の内部へ繋がる密閉空間Ｂを仕切っている。
【００７６】
この配線基板４への部品の実装は図１３（ａ）（ｂ）（ｃ）の工程で完成する。
図１３（ａ）（ｂ）では、第１集積回路部品３０と第２集積回路部品３１を配線基板４に実装する。図１３（ｃ）では、パイプ状の隔壁１０を第１集積回路部品３０に被せる。この組み立ての完了した配線基板４を筐体３に内蔵させる。
【００７７】
図１４は比較例を示す。これはマイク本体５としてＥＣＭマイクを使用した図１に示したマイクロフォンユニットにおける配線基板４の実装工程である。
この比較例の場合は、図１４（ａ）（ｂ）では、マイク本体５と、マイク本体５の出力信号を増幅する電子回路６が構築された第２集積回路部品３１と、光検出器７の４つの部品を配線基板４に実装する作業が必要である。
【００７８】
図１３と図１４を比べると、シリコンマイク２８とフォトトランジスタ２９が作製された第１集積回路部品３０を構成することによって、３つの部品を配線基板４に実装することで済み、マイクロフォンユニットの製造工程が簡略化できる。
【００７９】
上記の各実施の形態の騒音低減装置は、自動車の車室を騒音低減対象室とした場合を説明したが、コントローラ１７における入力信号には、更に次のような信号が追加される。
前記こもり音の低減の場合には、エンジン回転情報を元に生成された正弦波信号が追加され、コントローラ１７はこのエンジン回転情報を元に生成された正弦波信号とマイクロフォンからの車室音（雑音）の検出信号に基づいて、適応フィルタ１７Ａ，１７Ｂが適正に制御されている。前記ロードノイズの低減の場合には、ロードノイズ（騒音）に相関のある参照信号が追加され、コントローラ１７はこのロードノイズに相関のある参照信号とマイクロフォンからの車室音（雑音）の検出信号に基づいて、何れの場合も適応フィルタ１７Ａ，１７Ｂが適正に制御されている。
【００８０】
また、前記ロードノイズの低減の場合は、制御の速度が前記こもり音の低減の場合に比べて遅いため、音孔２が閉塞された状態を検知すると、適応フィルタの更新を止めて、補間モードで繰り返し動作を実行するようにも構成できる。
【００８１】
上記の各実施の形態の騒音低減装置は、自動車の車室を騒音低減対象室とした場合を説明したが、航空機の機内客室などを騒音低減対象室とした場合、船舶、列車などの移動装置の室内、あるいはアクティブ消音ヘッドホンなどパーソナルデバイスの騒音低減装置にマイクロフォンを使用する場合にも有効である。
【００８２】
なお、上記の各実施の形態の騒音低減装置において、騒音低減装置のコントローラの補間モードは、その直前の制御状態を一定期間維持するモードであるとして説明したが、補間モードになって前記一定期間経過前であっても、次のような割り込み指示を検出した場合に補間モードから通常モードに復帰することによっても、同様の効果を期待できる。
【００８３】
・  光レベルが設定値以上であると検出した場合
・  ヘッドライトが点灯されたことを検出した場合
・  時刻が進み、周囲が暗いと判断を検出した場合
なお、上記の各実施の形態において、騒音低減装置のコントローラの補間モードは、その直前の制御状態を一定期間維持するモードであるとして説明したが、
・  制御音出力がフェードアウトするモードである場合
・  マイクロフォンが複数あり、異常を検出したマイクロフォンを除いた組合せで制御を実行するモードである場合
・  ステップパラメータを一時的に小さくするなどの操作により、騒音低減機能を弱めることで安定化させるモードである場合
なども同様である。
【００８４】
なお、上記の各実施の形態において、マイクロフォンユニットが騒音低減装置のコントローラに接続されている場合を説明したが、このマイクロフォンユニットはこの他の装置に接続して使用することによっても非常に有効である。
【００８５】
・  音声認識装置に用いられる場合
・  ハンズフリー会話装置に用いられる場合
・  スピーカーフォンなどの電話会議装置に用いられる場合
・  電話・トランシーバなどの遠距離通信装置に用いられる場合
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明は、各種の騒音低減装置の安定した動作の実現に寄与する。
【符号の説明】
【００８７】
１，１ａ，１ｂ    マイクロフォンユニット
２    音孔
３    筐体
４    配線基板
５    マイク本体
６    電子回路
７    光検出器
８    接続線
９    接続線挿通孔
１０    隔壁
Ａ，Ｂ    密閉空間
１１    騒音低減装置
１２    自動車のルーフパネル
１３    車室
１４    内張
１５    隙間
１６    装飾物
１７    コントローラ
１７Ａ，１７Ｂ    適応フィルタ
１８    ヘッドライト
１９    スモールランプ
２０    点灯情報
２１    接続ユニット
２２，２３    点灯スイッチ
２４，２４ａ，２４ｂ    スピーカ
２５，２６  発光ダイオード
Ｃｔ，Ｃｔ−ａ    制御音
Ｃａｔ，Ｃａｔ−ａ    制御音
Ｃｂｔ，Ｃｂｔ−ａ    制御音
Ｍ    参照信号
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３    ルーチン
２８    シリコンマイク
２９    フォトトランジスタ
３０    第１集積回路部品
３１    第２集積回路部品
【図１】
2018011238.tif 000003
【図２】
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【図３】
2018011238.tif 000005
【図４】
2018011238.tif 000006
【図５】
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【図６】
2018011238.tif 000008
【図７】
2018011238.tif 000009
【図８】
2018011238.tif 000010
【図９】
2018011238.tif 000011
【図１０】
2018011238.tif 000012
【図１１】
2018011238.tif 000013
【図１２】
2018011238.tif 000014
【図１３】
2018011238.tif 000015
【図１４】
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