(57)【要約】【課題】建物の外部のノイズであって窓開口から建物の内部の任意の箇所（制御点）まで侵入してくるノイズを低減する。【解決手段】建物Ｂの外部Ｂｏには外部マイク２を配置し、該建物Ｂの内部Ｂｉの制御点ＣＰ１，ＣＰ２には内部マイク３を配置し、これらのマイク２，３の検出信号Ｓ２，Ｓ３に基づいて該外部Ｂｏの騒音と逆位相の音をスピーカユニット４から発生させ、前記制御点ＣＰ１，ＣＰ２でのノイズを低減できるようにする。本発明によれば、前記スピーカユニット４は前記建物Ｂの窓開口６に沿って該窓開口６の室外側６ｏであって該窓開口６の縁部近傍に配置されているので、ノイズを効果的に低減することができる。【選択図】図１
2018072501.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御音を発することにより制御点でのノイズを低減するアクティブノイズコントロールシステムにおいて、
建物の外部に配置されて該建物の外部のノイズを検出する外部マイクと、
該建物の内部の制御点に配置されて該制御点での音を検出する内部マイクユニットと、
該建物の窓開口に沿って制御音を発するように該窓開口の室外側であって該窓開口の縁部近傍に配置されたスピーカユニットと、
前記外部マイクが検出したノイズと逆位相となる音を前記スピーカユニットから発するためのスピーカ駆動信号を該外部マイクからの検出信号に基づいて生成すると共に、前記制御点でのノイズが低減されるように前記内部マイクユニットからの検出信号に基づいて前記スピーカ駆動信号を最適化する信号処理ユニットと、
を備え、
該信号処理ユニットからのスピーカ駆動信号によって前記スピーカユニットから制御音を発することにより前記制御点でのノイズを低減するように構成された、
ことを特徴とするアクティブノイズコントロールシステム。
【請求項２】
前記スピーカユニットは、前記窓開口の室外側であって該窓開口の上縁近傍及び／又は下縁近傍に配置されてなる、
ことを特徴とする請求項１に記載のアクティブノイズコントロールシステム。
【請求項３】
前記スピーカユニットは、前記窓開口の室外側であって該窓開口の上縁近傍に配置されてなる第１上側スピーカと、該上縁に沿うように該第１上側スピーカに並設されてなる第２上側スピーカと、を少なくとも有し、
前記内部マイクユニットは、第１内部マイクと第２内部マイクとを少なくとも有する、
ことを特徴とする請求項２に記載のアクティブノイズコントロールシステム。
【請求項４】
前記スピーカユニットは、前記窓開口の室外側であって該窓開口の下縁近傍にて前記第１上側スピーカに対向するように配置されてなる第１下側スピーカと、該下縁に沿うように該第１下側スピーカに並設されると共に前記第２上側スピーカに対向するように配置されてなる第２下側スピーカと、を有する、
ことを特徴とする請求項３に記載のアクティブノイズコントロールシステム。
【請求項５】
前記窓開口の下縁近傍であって前記第１上側スピーカ及び前記第２上側スピーカに対向する位置にはコンクリート面が形成されてなる、
ことを特徴とする請求項３に記載のアクティブノイズコントロールシステム。
【請求項６】
前記スピーカユニットはラインアレイスピーカを有する、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のアクティブノイズコントロールシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御音を発することにより制御点でのノイズを低減するアクティブノイズコントロールシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ノイズを低減するアクティブノイズコントロールシステムについては種々の構造のものが提案されている（例えば、非特許文献１及び特許文献１参照）。
【０００３】
図４は、アクティブノイズコントロールシステムの従来構成の一例を示すブロック図であり、図中の符号１０２は、ノイズ源Ｊ１の近傍に配置されてそのノイズを検出する第１マイクを示し、符号１０３は、ノイズを低減したい任意の箇所（制御点）での音を検出する第２マイクを示し、符号１０５は、前記第１マイク１０２が検出したノイズと逆位相となる音をスピーカ１０４から発するためのスピーカ駆動信号を該第１マイク１０２及び前記第２マイク１０３からの検出信号に基づいて生成する制御ユニットを示し、符号１０７は、該スピーカ駆動信号を増幅するアンプを示している。
【０００４】
また、図５は、アクティブノイズコントロールシステムの従来構成の他の例を示すブロック図であり、図中の符号２０２は、建物の室内のノイズ源Ｊ２の近傍に配置されてそのノイズを検出する第１マイクを示し、符号２０３は、窓開口２０６の室内側に配置されて音を検出する第２マイクを示し、符号２０５は、前記第１マイク２０２が検出したノイズと逆位相となる音をスピーカ２０４から発するためのスピーカ駆動信号を該第１マイク２０２及び前記第２マイク２０３からの検出信号に基づいて生成する制御ユニットを示し、符号２０７は、該スピーカ駆動信号を増幅するアンプを示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−３１４４７１号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】株式会社アイ・エヌ・シー・エンジニアリングのホームページ、アクティブ騒音低減システム、［平成28年9月7日検索］、インターネット（URL: https://www.ihi.co.jp/inc/product/product01.html）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、建物の外部の騒音（例えば、車や列車の走行音など）を該建物の内部にて効果的に低減したい場合もあるが、適切な構造のものは提案されていなかった。
【０００８】
本発明は、上述の問題を解消することのできるアクティブノイズコントロールシステムを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の観点は、図１（ａ）に例示するものであって、制御音を発することにより制御点（ＣＰ１，ＣＰ２）でのノイズを低減するアクティブノイズコントロールシステム（１）において、
建物（Ｂ）の外部（Ｂｏ）に配置されて該建物（Ｂ）の外部（Ｂｏ）のノイズを検出する外部マイク（２）と、
該建物（Ｂ）の内部（Ｂｉ）の制御点（ＣＰ１，ＣＰ２）に配置されて該制御点（ＣＰ１，ＣＰ２）での音を検出する内部マイクユニット（３）と、
該建物（Ｂ）の窓開口（６）に沿って制御音を発するように該窓開口（６）の室外側（６ｏ）であって該窓開口（６）の縁部近傍に配置されたスピーカユニット（４）と、
前記外部マイク（２）が検出したノイズと逆位相となる音を前記スピーカユニット（４）から発するためのスピーカ駆動信号（Ｓ５）を該外部マイク（２）からの検出信号（Ｓ２）に基づいて生成すると共に、前記制御点（ＣＰ１，ＣＰ２）でのノイズが低減されるように前記内部マイクユニット（３）からの検出信号（Ｓ３）に基づいて前記スピーカ駆動信号（Ｓ５）を最適化する信号処理ユニット（５）と、
を備え、
該信号処理ユニット（５）からのスピーカ駆動信号（Ｓ５）によって前記スピーカユニット（４）から制御音を発することにより前記制御点（ＣＰ１，ＣＰ２）でのノイズを低減するように構成されたことを特徴とする。
【００１０】
本発明の第２の観点は、前記スピーカユニット（４）が、前記窓開口（６）の室外側（６ｏ）であって該窓開口（６）の上縁（６Ａ）近傍及び／又は下縁（６Ｂ）近傍に配置されてなることを特徴とする。
【００１１】
本発明の第３の観点は、図１（ａ）（ｂ）及び図２（ｂ）に例示するものであって、前記スピーカユニット（４）が、前記窓開口（６）の室外側（６ｏ）であって該窓開口（６）の上縁（６Ａ）近傍に配置されてなる第１上側スピーカ（４Ａ）と、該上縁（６Ａ）に沿うように該第１上側スピーカ（４Ａ）に並設されてなる第２上側スピーカ（４Ｂ）と、を少なくとも有し、
前記内部マイクユニット（３）は、第１内部マイク（３Ａ）と第２内部マイク（３Ｂ）とを少なくとも有することを特徴とする。
【００１２】
本発明の第４の観点は、図１（ａ）（ｂ）に例示するものであって、前記窓開口（６）の室外側（６ｏ）であって該窓開口（６）の下縁（６Ｂ）近傍にて前記第１上側スピーカ（４Ａ）に対向するように配置されてなる第１下側スピーカ（４Ｃ）と、該下縁（６Ｂ）に沿うように該第１下側スピーカ（４Ｃ）に並設されると共に前記第２上側スピーカ（４Ｂ）に対向するように配置されてなる第２下側スピーカ（４Ｄ）と、を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明の第５の観点は、前記窓開口（６）の下縁（６Ｂ）近傍であって前記第１上側スピーカ（４Ａ）及び前記第２上側スピーカ（４Ｂ）に対向する位置にはコンクリート面（Ｆ）が形成されてなることを特徴とする。
【００１４】
本発明の第６の観点は、前記スピーカユニット（４）がラインアレイスピーカを有することを特徴とする。
【００１５】
なお、括弧内の番号などは、図面における対応する要素を示す便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の記載に限定拘束されるものではない。
【発明の効果】
【００１６】
上記した第１乃至６の観点によれば、前記建物の外部のノイズであって窓開口から前記制御点まで侵入してくるノイズを低減することができる。
【００１７】
上記した第３の観点によれば、マイクが１つの場合に比べてノイズ低減できる空間領域を広げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１（ａ）は、本発明に係るアクティブノイズコントロールシステムの構成の一例を示す断面図であり、同図（ｂ）は、そのＤ−Ｄ矢視図である。
【図２】図２（ａ）〜（ｃ）は、スピーカの配置状態の各例を示す正面図である。
【図３】図３は、本発明の効果を説明するためのグラフである。
【図４】図４は、アクティブノイズコントロールシステムの従来構成の一例を示すブロック図である。
【図５】図５は、アクティブノイズコントロールシステムの従来構成の他の例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図１乃至図３に沿って、本発明の実施の形態について説明する。
【００２０】
本発明に係るアクティブノイズコントロールシステムは、制御点（つまり、ノイズを低減したい任意の点）の近傍にて制御音を発することにより該制御点でのノイズを低減するように構成されたものである。
【００２１】
本発明に係るアクティブノイズコントロールシステムは、図１（ａ）に符号１で例示するものであって、
・  建物Ｂの外部Ｂｏに配置されて該建物Ｂの外部Ｂｏのノイズを検出する外部マイク（センサマイク）２と、
・  該建物Ｂの内部Ｂｉの制御点ＣＰ１，ＣＰ２に配置されて該制御点ＣＰ１，ＣＰ２での音（ノイズ）を検出する内部マイクを少なくとも１つ有する内部マイクユニット（制御点マイク）３と、
・  スピーカユニット（制御用スピーカユニット）４と、
・  該スピーカユニット４から制御音を発するためのスピーカ駆動信号Ｓ５を生成する信号処理ユニット（制御ユニット）５と、
を備えている。
【００２２】
また、上述した信号処理ユニット５は、前記外部マイク２が検出したノイズと逆位相となる音を前記スピーカユニット４から発するためのスピーカ駆動信号Ｓ５を該外部マイク２からの検出信号Ｓ２に基づいて生成するように構成されている。さらに、該信号処理ユニット５は、前記制御点ＣＰ１，ＣＰ２でのノイズが低減されるように（好ましくは、該制御点ＣＰ１，ＣＰ２の近傍でのノイズが最小化されるように）前記内部マイクユニット３からの検出信号Ｓ３に基づいて前記スピーカ駆動信号Ｓ５を最適化するように構成されている。該信号処理ユニット５からのスピーカ駆動信号（つまり、上述のように最適化された駆動信号）Ｓ５はアンプ７によって増幅されて前記スピーカユニット４を駆動し、その結果、該スピーカ駆動信号Ｓ５によって該スピーカユニット４は制御音を発し、前記制御点ＣＰ１，ＣＰ２でのノイズが低減されることとなる。
【００２３】
ところで、上述したスピーカユニット４は、前記窓開口６の室外側６ｏであって該窓開口６の縁部６Ａ，６Ｂ近傍に配置されている。具体的には、該スピーカユニットは、図２（ａ）に符号４Ｅ，４Ｆ，４Ｇ，４Ｈで例示するように、該窓開口６の側縁部に沿って配置するようにしても良いが、前記窓開口６の室外側６ｏであって該窓開口６の上縁６Ａ近傍及び／又は下縁６Ｂ近傍に配置すると良い。つまり、
・  前記窓開口６の室外側６ｏであって該窓開口６の上縁６Ａ近傍に第１上側スピーカ４Ａを配置すると共に、該上縁６Ａに沿うように該第１上側スピーカ４Ａに第２上側スピーカ４Ｂを並設したり、
・  図２（ｃ）に符号４Ｃ，４Ｄで例示するように、前記窓開口６の下縁６Ｂ近傍に配置するようにしたり、
・  図１（ｂ）に符号４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄで例示するように、前記窓開口６の上縁６Ａ近傍と下縁６Ｂ近傍の両方に配置するようにしたり、
すると良い。図２（ｂ）に例示するように第１上側スピーカ４Ａと第２上側スピーカ４Ｂとを設ける場合には、前記窓開口６の下縁６Ｂ近傍であって前記第１上側スピーカ４Ａ及び前記第２上側スピーカ４Ｂに対向する位置にはコンクリート面Ｆを形成すると良い。また、該窓開口６の上縁６Ａ近傍と下縁６Ｂ近傍の両方にスピーカユニットを配置する場合には、該スピーカユニットが、図１（ｂ）に例示するように、
・  前記窓開口６の室外側６ｏであって該窓開口６の上縁６Ａ近傍に配置されてなる第１上側スピーカ４Ａと、
・  該上縁６Ａに沿うように該第１上側スピーカ４Ａに並設されてなる第２上側スピーカ４Ｂと、
・  該窓開口６の室外側６ｏであって該窓開口６の下縁６Ｂ近傍にて前記第１上側スピーカ４Ａに対向するように配置されてなる第１下側スピーカ４Ｃと、
・  該下縁６Ｂに沿うように該第１下側スピーカ４Ｃに並設されると共に前記第２上側スピーカ４Ｂに対向するように配置されてなる第２下側スピーカ４Ｄと、
を少なくとも有するようにすると良い。
【００２４】
上述したスピーカユニットは、前記窓開口６に向けて制御音を発したり、該窓開口６から遠ざかる方向に制御音を発したりするのではなく、該窓開口６に沿って制御音を発するように配置されている。なお、該窓開口６に沿って制御音が発せられるようにするため、該スピーカユニット４には指向性に優れたスピーカを用いる方が良く、具体的にはラインアレイスピーカを用いると良い。
【００２５】
ところで、上述した内部マイクユニット３は、持ち運べるようなスタンド型にしておいて、前記建物Ｂの内部で自由に移動できるようにしておくと良い。例えば、居間のソファーで読書をするような場合には、該内部マイクユニット３をそのソファーの近く（例えば、ソファーの前のテーブルの上など）に置けば良い。該内部マイクユニット３は、前記信号処理ユニット５とはコードで接続するようにしても良いが、ワイヤレス接続にしても良い。また、この内部マイクユニット３には無指向性のマイクを使用すると良い。さらに、該内部マイクユニット３は、第１内部マイク３Ａと第２内部マイク３Ｂとを少なくとも２つ有するようにしても良く、その場合には、それらの２つのマイクを一体的に移動できるようにしても、或いは別々で移動できるようにしても、どちらでも良い。
【００２６】
また、図１（ａ）に示す例では外部マイク２はベランダの手摺の上に配置しているが、もちろんこれに限られるものではなく、他の位置に配置するようにしても良い。
【００２７】
本発明によれば、前記建物Ｂの外部Ｂｏのノイズであって窓開口６から前記制御点ＣＰ１，ＣＰ２まで侵入してくるノイズを低減することができる。図３は、本発明の効果を説明するためのグラフであり、図中の破線は、ある住戸内でアクティブノイズコントロールをしなかったときの音圧レベルの測定結果を示し、図中の実線は、その住戸内でアクティブノイズコントロールをしたときの音圧レベルの測定結果を示している。この実験によれば、１００〜２５０Ｈｚの周波数の音域においてノイズが１０ｄＢ程度低減されていることが分かる。なお、この実験においては、上述した２つのマイク（第１内部マイク３Ａと第２内部マイク３Ｂ）と、図１（ｂ）に示した４つのスピーカ４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄを用いた。
【００２８】
また、上述したように内部マイクユニット３を２つのマイク（第１内部マイク３Ａと第２内部マイク３Ｂ）で構成した場合には、マイクが１つの場合に比べてノイズ低減できる空間領域を広げることができる。本発明者らが実験により確認したところ、半径１〜２ｍの空間領域でノイズ低減できることが分かった。
【００２９】
なお、３００Ｈｚよりも高周波のノイズを本発明のシステムで低減することは困難であるので、そのような高周波のノイズは二重サッシ等の公知の手段により低減すれば良い。
【符号の説明】
【００３０】
１                    アクティブノイズコントロールシステム
２                    外部マイク
３                    内部マイクユニット
３Ａ                  第１内部マイク
３Ｂ                  第２内部マイク
４                    スピーカユニット
４Ａ                  第１上側スピーカ
４Ｂ                  第２上側スピーカ
４Ｃ                  第１下側スピーカ
４Ｄ                  第２下側スピーカ
５                    信号処理ユニット
６                    窓開口
６Ａ                  窓開口の上縁
６Ｂ                  窓開口の下縁
６ｏ                  室外側
Ｂ                    建物
Ｂｉ                  建物の内部
Ｂｏ                  建物の外部
ＣＰ１，ＣＰ２        制御点
Ｓ５                  スピーカ駆動信号
【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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