(57)【要約】【課題】未知の指向特性を有する騒音に対する騒音低減制御の効果を向上可能な騒音低減装置を提供すること【解決手段】実施形態に係る騒音低減装置は、騒音源からの騒音を低減するための第一の制御音を発生する第一の制御音源と、前記騒音源からの騒音を受けて前記第一の制御音源から流れる第一の電流を検出する第一の電流検出部と、前記第一の制御音源とは異なる位置に設けられ、前記騒音源からの騒音を低減するための第二の制御音を発生する第二の制御音源と、前記騒音源からの騒音を受けて前記第二の制御音源から流れる第二の電流を検出する第二の電流検出部と、前記第一の電流と前記第二の電流とが所定の条件を満たすように前記第一の制御音と前記第二の制御音とを調整する調整部と、を具備する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
騒音源からの騒音を低減するための第一の制御音を発生する第一の制御音源と、
前記騒音源からの騒音を受けて前記第一の制御音源から流れる第一の電流を検出する第一の電流検出部と、
前記第一の制御音源とは異なる位置に設けられ、前記騒音源からの騒音を低減するための第二の制御音を発生する第二の制御音源と、
前記騒音源からの騒音を受けて前記第二の制御音源から流れる第二の電流を検出する第二の電流検出部と、
前記第一の電流と前記第二の電流とが所定の条件を満たすように前記第一の制御音と前記第二の制御音とを調整する調整部と、
を具備する騒音低減装置。
【請求項２】
前記騒音源からの騒音に相関する参照信号を取得する取得部と、
前記参照信号の振幅及び位相の少なくとも一方を調整して前記第一の制御音源に供給される第一の制御信号を生成する第一の制御フィルタと、
前記参照信号の振幅及び位相の少なくとも一方を調整して前記第二の制御音源に供給される第二の制御信号を生成する第二の制御フィルタと、を更に備え、
前記調整部は、前記第一の電流と前記第二の電流とが前記所定の条件を満たすように前記第一の制御フィルタと前記第二の制御フィルタとを調整する、
請求項１記載の騒音低減装置。
【請求項３】
前記第一の制御音源と前記第二の制御音源との少なくとも一方に設けられ、前記第一の制御音源と前記第二の制御音源との少なくとも一方から発生される制御音に所定の指向特性を与えるための付加フィルタを更に備え、
前記第一の制御フィルタと前記第二の制御フィルタとは、前記第一の制御音源と前記第二の制御音源と前記付加フィルタとを含む騒音低減システムに後付け可能である、
請求項２記載の騒音低減装置。
【請求項４】
前記所定の条件は、前記第一の電流の振幅と前記第二の電流の振幅とが個別に略最大値をとることに規定され、
前記調整部は、前記第一の制御音の振幅及び位相と前記第二の制御音の振幅及び位相とを順番に決定する、
請求項１記載の騒音低減装置。
【請求項５】
前記騒音源からの騒音に相関する参照信号を取得する取得部を更に備え、
前記調整部は、前記参照信号に基づいて前記第一の制御音の振幅及び位相と前記第二の制御音の振幅及び位相とを初期的に設定し、前記第一の電流の振幅が最大になるように前記第一の制御音の振幅及び位相を決定し、前記第一の制御音の振幅及び位相の固定の下、前記第二の電流の振幅が最大になるように前記第二の制御音の振幅及び位相を決定する、
請求項４記載の騒音低減装置。
【請求項６】
前記第一の制御音源と前記第二の制御音源とは、前記騒音源から、前記騒音源からの騒音の波長の略１／３以内の距離に配置される、請求項１記載の騒音低減装置。
【請求項７】
前記所定の条件は、前記第一の電流の振幅と前記第二の電流の振幅とに基づく総合電流振幅が最大値をとることに規定され、
前記調整部は、前記総合電流振幅が前記最大値をとるように前記第一の制御音の振幅及び位相の少なくとも一方と前記第二の制御音の振幅及び位相の少なくとも一方とを調整する、
請求項１記載の騒音低減装置。
【請求項８】
前記調整部は、前記第一の電流の振幅と前記第二の電流の振幅とを重み係数に従い重み付け加算して前記総合電流振幅を算出し、
前記重み係数は、前記騒音源から発せられる騒音の周波数と、前記騒音源の位置と、前記第一の制御音源と前記第二の制御音源との間の距離とに基づいて調整される、
請求項７記載の騒音低減装置。
【請求項９】
前記第一の制御音源と前記第二の制御音源とは、前記騒音源から、前記騒音源からの騒音の波長の略１／３以内の距離に配置され、
前記重み係数は、０．５である、
請求項８記載の騒音低減装置。
【請求項１０】
前記第一の制御音源と前記第二の制御音源とは、制御音の放射面が前記騒音源に含まれる騒音の放射面に対向するように配置される、請求項９記載の騒音低減装置。
【請求項１１】
前記第一の制御音源と前記第二の制御音源とは、制御音の放射面が略同一方向を向くように配置される、請求項９記載の騒音低減装置。
【請求項１２】
前記第二の制御音源は、複数個設けられ、
前記第一の制御音源と前記第二の制御音源とは、回転翼の回転により騒音を発生する前記騒音源の動翼の枚数をＢ、低減対象次数をｘとした場合、２Ｂｘ＋１個以上設けられる、
請求項９記載の騒音低減装置。
【請求項１３】
前記第二の制御音源は、複数個設けられ、
前記第一の制御音源と前記第二の制御音源とは、回転翼の回転により騒音を発生する前記騒音源の回転中心の回りに、前記騒音源の動翼の半径の２倍よりも短い半径で円周状に配列される、
請求項９記載の騒音低減装置。
【請求項１４】
前記第一の制御音源と前記第二の制御音源とは、音響放射面を空力から防護する防風治具が装着される、請求項１記載の騒音低減装置。
【請求項１５】
前記調整部は、前記第一の電流と前記第二の電流とが所定の条件を満たすように前記第一の制御音の振幅及び位相の少なくとも一方と前記第二の制御音の振幅及び位相の少なくとも一方とを調整する、請求項１記載の騒音低減装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、騒音低減装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
３次元空間を対象とした騒音低減制御においては、騒音源も制御音源も点音源群で近似できることを前提にしている。産業機器や発電設備等の非回転系騒音では低減対象音を低音域で近似できる。これは、実機でも実証されている。しかし、大型エンジン騒音に代表される回転を伴う動翼騒音では、運転状況によっては必ずしも無指向の点音源とはならない。このような未知の指向特性を有する騒音源を無指向の点音源で近似した場合、騒音低減制御の効果が劣化してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３１６４５２号公報
【特許文献２】特開平１０−１４９１７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
実施形態の目的は、未知の指向特性を有する騒音に対する騒音低減制御の効果を向上可能な騒音低減装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態に係る騒音低減装置は、騒音源からの騒音を低減するための第一の制御音を発生する第一の制御音源と、前記騒音源からの騒音を受けて前記第一の制御音源から流れる第一の電流を検出する第一の電流検出部と、前記第一の制御音源とは異なる位置に設けられ、前記騒音源からの騒音を低減するための第二の制御音を発生する第二の制御音源と、前記騒音源からの騒音を受けて前記第二の制御音源から流れる第二の電流を検出する第二の電流検出部と、前記第一の電流と前記第二の電流とが所定の条件を満たすように前記第一の制御音と前記第二の制御音とを調整する調整部と、を具備する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、第１実施形態に係る騒音低減装置の構成を示す図である。
【図２】図２は、コーン型振動板を有する導電スピーカのメカニズムを示す図である。
【図３】図３は、制御音源ゼロパワーによる全音響パワー最小化の可能性検証のためのスピーカ構成を示す図である。
【図４】図４は、制御音源の位相と電流との関係を示すグラフである。
【図５】図５は、制御音源の位相と中点マイク及び周囲マイク各々の音圧レベルとの関係を示すグラフである。
【図６】図６は、第１実施形態に係る騒音低減装置による第一の制御音及び第二の制御音の振幅及び位相の調整処理の典型的な流れを示す図である。
【図７】図７は、第１実施形態に係る騒音低減装置の効果を模式的に示す図である。
【図８】図８は、制御音源の順次付加による騒音低減制御を模式的に示す図である。
【図９】図９は、ダイポール騒音源Ｐ１及びＰ２と制御音源Ｓ１及びＳ２との配置を示す図である。
【図１０】図１０は、第１−１の予測計算条件に関する制御音源と騒音源との関係を示す図である。
【図１１】図１１は、図１０に示す第１−１の予測計算条件にもとに計算された第一の制御音源Ｓ１に関する電流パワースペクトル分布を示す図である。
【図１２】図１２は、図１０に示す第１−１の予測計算条件にもとに計算された第二の制御音源に関する電流パワースペクトル分布を示す図である。
【図１３】図１３は、第１−２の予測計算条件に関する制御音源と騒音源との関係を示す図である。
【図１４】図１４は、図１３に示す第１−２の予測計算条件にもとに計算された第一の制御音源に関する電流パワースペクトル分布を示す図である。
【図１５】図１５は、図１３に示す第１−２の予測計算条件にもとに計算された第二の制御音源に関する電流パワースペクトル分布を示す図である。
【図１６】図１６は、２つの騒音源の間隔のみを変化させたときの電流パワースペクトル分布の推移を示す図である。
【図１７】図１７は、ダイポール騒音源の距離の変化に伴う位相差θＳ２Ｓ１の変化を示すグラフである。
【図１８】図１８は、ダイポール騒音源の距離の変化に伴う位相差θＳ２Ｓ１の変化を示す他のグラフである。
【図１９】図１９は、図１１及び図１２に示す騒音源位相条件のもとに予測計算された第一の制御音源及び第二の制御音源に関する電流パワースペクトル分布を示す図である
【図２０】図２０は、図１９とは異なる騒音源位相条件のもとに予測計算された第一の制御音源及び第二の制御音源に関する電流パワースペクトル分布を示す図である。
【図２１】図２１は、第一の制御スピーカと騒音源との配置の一例を示す図である。
【図２２】図２２は、第一の制御スピーカ、第二の制御スピーカ、第一の騒音源及び第二の騒音源の配置の一例を示す図である。
【図２３】図２３は、図２２の配置における総合電流振幅の分布を示す図である。
【図２４】図２４は、第一の制御スピーカ、第二の制御スピーカ、第一の騒音源及び第二の騒音源の配置の他の例を示す図である。
【図２５】図２５は、図２４の配置における総合電流振幅の分布を示す図である。
【図２６】図２６は、第一の制御スピーカ、第二の制御スピーカ、第一の騒音源及び第二の騒音源の配置の他の例を示す図である。
【図２７】図２７は、図２６の配置における総合電流振幅の分布を示す図である。
【図２８】図２８は、第一の制御スピーカ、第二の制御スピーカ、第一の騒音源及び第二の騒音源の配置の他の例を示す図である。
【図２９】図２９は、図２８の配置における総合電流振幅の分布を示す図である。
【図３０】図３０は、第１実施形態の応用例１に係る騒音低減装置の構成を示す図である。
【図３１】図３１は、第一の制御フィルタ及び第二の制御フィルタの取り付け前後における合成制御音の指向性の変化を模式的に示す図である。
【図３２】図３２は、第１実施形態の応用例２に係る騒音低減装置の構成を示す図である。
【図３３】図３３は、第一の制御フィルタ及び第二の制御フィルタの取り付け前における合成制御音の指向性を模式的に示す図である。
【図３４】図３４は、指向性フィルタを介して発せられた合成制御音の音圧分布を示す図である。
【図３５】図３５は、第一の制御フィルタ及び第二の制御フィルタの取り付け前後における合成制御音の指向性を模式的に示す図である。
【図３６】図３６は、第１実施形態の応用例３に係る騒音低減システムの構成を示す図である。
【図３７】図３７は、複数の騒音低減装置と動翼回転騒音源との配置を示す図である。
【図３８】図３８は、第一の制御スピーカ、第二の制御スピーカ、第一の騒音源及び第二の騒音源の向きの一例を示す図である。
【図３９】図３９は、第一の制御スピーカ、第二の制御スピーカ、第一の騒音源及び第二の騒音源の向きの一例を示す図である。
【図４０】図４０は、第一の制御スピーカ、第二の制御スピーカ、第一の騒音源及び第二の騒音源の向きの一例を示す図である。
【図４１】図４１は、第一の制御スピーカ、第二の制御スピーカ、第一の騒音源及び第二の騒音源の向きの一例を示す図である。
【図４２】図４２は、防風治具が取り付けられた第一の制御スピーカ及び第二の制御スピーカを示す図である。
【図４３】図４３は、第２実施形態に係る騒音低減装置の構成を示す図である。
【図４４】図４４は、第２実施形態に係る騒音低減装置による第一の制御音及び第二の制御音の振幅及び位相の調整処理の典型的な流れを示す図である。
【図４５】図４５は、第２−１−１の予測計算条件を示す図である。
【図４６】図４６は、図４５に示す第２−１−１の予測計算条件のもとに計算された第一の制御音源及び第二の制御音源の電流パワースペクトルの分布を示す図である。
【図４７】図４７は、第２−１−２の予測計算条件を示す図である。
【図４８】図４８は、図４７に示す第２−１−２の予測計算条件のもとに計算された第一の制御音源及び第二の制御音源の電流パワースペクトルの分布を示す図である。
【図４９】図４９は、第２−１−３の予測計算条件を示す図である。
【図５０】図５０は、図４９に示す第２−１−３の予測計算条件のもとに計算された第一の制御音源及び第二の制御音源の電流パワースペクトルの分布を示す図である。
【図５１】図５１は、第２−１−４の予測計算条件を示す図である。
【図５２】図５２は、図５１に示す第２−１−４の予測計算条件のもとに計算された第一の制御音源及び第二の制御音源の電流パワースペクトルの分布を示す図である。
【図５３】図５３は、第２−１−５の予測計算条件を示す図である。
【図５４】図５４は、図５３に示す第２−１−５の予測計算条件のもとに計算された第一の制御音源及び第二の制御音源の電流パワースペクトルの分布を示す図である。
【図５５】図５５は、第２−１−６の予測計算条件を示す図である。
【図５６】図５６は、図５５に示す第２−１−６の予測計算条件のもとに計算された第一の制御音源及び第二の制御音源の電流パワースペクトルの分布を示す図である。
【図５７】図５７は、第２−１−７の予測計算条件を示す図である。
【図５８】図５８は、図５７に示す第２−１−７の予測計算条件のもとに計算された第一の制御音源及び第二の制御音源の電流パワースペクトルの分布を示す図である。
【図５９】図５９は、第２−１−８の予測計算条件を示す図である。
【図６０】図６０は、図５９に示す第２−１−８の予測計算条件のもとに計算された第一の制御音源及び第二の制御音源の電流パワースペクトルの分布を示す図である。
【図６１】図６１は、第２−１−９の予測計算条件を示す図である。
【図６２】図６２は、図６１に示す第２−１−９の予測計算条件のもとに計算された第一の制御音源及び第二の制御音源の電流パワースペクトルの分布を示す図である。
【図６３】図６３は、第２−１−１０の予測計算条件を示す図である。
【図６４】図６４は、図６３に示す第２−１−１０の予測計算条件のもとに計算された第一の制御音源及び第二の制御音源の電流パワースペクトルの分布を示す図である。
【図６５】図６５は、第２−１−１１の予測計算条件を示す図である。
【図６６】図６６は、図６５に示す第２−１−１１の予測計算条件のもとに計算された第一の制御音源及び第二の制御音源の電流パワースペクトルの分布を示す図である。
【図６７】図６７は、第２−１−１２の予測計算条件を示す図である。
【図６８】図６８は、図６７に示す第２−１−１２の予測計算条件のもとに計算された第一の制御音源及び第二の制御音源の電流パワースペクトルの分布を示す図である。
【図６９】図６９は、第２−１−１３の予測計算条件を示す図である。
【図７０】図７０は、図６９に示す第２−１−１３の予測計算条件のもとに計算された第一の制御音源及び第二の制御音源の電流パワースペクトルの分布を示す図である。
【図７１】図７１は、第２−２−１の予測計算条件のもとに計算された電流パワースペクトルの分布の変化を示す図である。
【図７２】図７２は、第２−２−２の予測計算条件のもとに計算された電流パワースペクトルの分布の変化を示す図である。
【図７３】図７３は、第２−２−３の予測計算条件のもとに計算された電流パワースペクトルの分布の変化を示す図である。
【図７４】図７４は、第２−２−４の予測計算条件のもとに計算された電流パワースペクトルの分布の変化を示す図である。
【図７５】図７５は、第２−２−５の予測計算条件のもとに計算された電流パワースペクトルの分布の変化を示す図である。
【図７６】図７６は、第２−２−６の予測計算条件のもとに計算された電流パワースペクトルの分布の変化を示す図である。
【図７７】図７７は、第２−２−７の予測計算条件のもとに計算された電流パワースペクトルの分布の変化を示す図である。
【図７８】図７８は、第２−２−８の予測計算条件のもとに計算された電流パワースペクトルの分布の変化を示す図である。
【図７９】図７９は、第２−２−９の予測計算条件のもとに計算された電流パワースペクトルの分布の変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照しながら本実施形態に係わる騒音低減装置を説明する。
【０００８】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る騒音低減装置１の構成を示す図である。第１実施形態に係る騒音低減装置１は、騒音源１０から発せられる騒音を低減する装置である。本実施形態に係る騒音低減装置１は、回転翼の回転に伴い騒音を発する回転系の騒音源１０にも適用可能であるし、回転翼を有しない非回転系の騒音源１０にも適用可能である。本実施形態に係る騒音低減装置１は、無指向性の騒音にも適用可能であるし、指向性を有する騒音にも適用可能である。
【０００９】
図１に示すように、騒音低減装置１は、参照信号取得器１１、第一の制御フィルタ１３、第一の制御スピーカ１５、第一の電流検出器１７、第二の制御フィルタ１９、第二の制御スピーカ２１、第二の電流検出器２３、処理回路２５、表示機器２７、入力機器２９及び記憶装置３１を有する。このように騒音低減装置１は、第一の制御フィルタ１３、第一の制御スピーカ１５及び第一の電流検出器１７から構成される第一の制御スピーカ系統と、第二の制御フィルタ１９、第二の制御スピーカ２１及び第二の電流検出器２３から構成される第二の制御スピーカ系統とを装備する。騒音低減装置１は、二つのスピーカ系統を有することにより、指向性が未知である騒音に対しても、当該騒音の指向性に適応した指向性を有する制御音を発することができる。
【００１０】
参照信号取得器１１は、騒音源１０から発せられる騒音に相関する信号を取得する。以下、参照信号取得器１１により取得された信号を参照信号と呼ぶ。騒音源１０が回転系である場合、参照信号取得器１１としては、騒音源１０の駆動系に設けられたエンコーダ等の回転速度検出器が適当である。回転速度検出器は、騒音源１０である回転翼の回転速度や回転周波数等の回転速度に依存する物理量を検出し、検出された物理量を電気信号である参照信号に変換する。なお、参照信号取得器１１は、例えば、マイクロフォンでも良い。マイクロフォンは、騒音源１０から発せられる騒音を電気信号である参照信号に変換する。参照信号は、第一の制御フィルタ１３と第二の制御フィルタ１９とに供給される。
【００１１】
第一の制御フィルタ１３は、参照信号の振幅及び位相の少なくとも一方を調整するフィルタである。第一の制御フィルタ１３による調整後の参照信号を第一の制御信号と呼ぶ。第一の制御信号は、第一の制御スピーカ１５を駆動するための制御信号である。第一の制御信号は、第一の制御スピーカ１５に供給される。
【００１２】
第一の制御スピーカ１５は、騒音源１０から発せられる騒音を低減するための第一の制御音を発生する制御音源である。第一の制御スピーカ１５は、第一の制御音源とも呼ぶ。第一の制御スピーカ１５は、第一の制御信号を受けて駆動して、当該第一の制御信号に対応する第一の制御音を発生する。また、第一の制御スピーカ１５は、騒音源１０からの騒音を受けて逆起電力を発生する。逆起電力の発生により第一の制御スピーカに電流が流れる。以下、逆起電力の発生により第一の制御スピーカ１５に流れる電流を第一の逆起電流と呼ぶ。
【００１３】
第一の電流検出器１７は、第一の制御スピーカ１５に流れる第一の電流を検出する電流検出器である。例えば、第一の電流検出器１７は、第一の制御スピーカに流れる第一の逆起電流を検出し、検出した第一の逆起電流に対応する電気信号を発生する。以下、第一の電流検出器により検出された逆起電流に対応する電気信号を第一の電流検出信号と呼ぶ。第一の電流検出信号は、処理回路２５に供給される。
【００１４】
第二の制御フィルタ１９は、参照信号の振幅及び位相の少なくとも一方を調整するフィルタである。第二の制御フィルタ１９による調整後の参照信号を第二の制御信号と呼ぶ。第二の制御信号は、第二の制御スピーカ２１を駆動するための制御信号である。第二の制御信号は、第二の制御スピーカ２１に供給される。
【００１５】
第二の制御スピーカ２１は、騒音源１０から発せられる騒音を低減するための第二の制御音を発生する制御音源である。第二の制御スピーカ２１は、第二の制御音源とも呼ぶ。第二の制御スピーカ２１は、第一の制御スピーカ１５とは異なる位置に設けられる。第二の制御スピーカ２１は、第二の制御信号を受けて駆動して、当該第二の制御信号に対応する第二の制御音を発生する。また、第二の制御スピーカ２１は、騒音源１０からの騒音を受けて逆起電力を発生する。逆起電力の発生により第二の制御スピーカ２１に電流が流れる。以下、逆起電力の発生により第二の制御スピーカに流れる電流を第二の逆起電流と呼ぶ。
【００１６】
第二の電流検出器２３は、第二の制御スピーカ２１に流れる第二の電流を検出する電流検出器である。例えば、第二の電流検出器２３は、第二の制御スピーカ２１に流れる第二の逆起電流を検出し、検出した第二の逆起電流に対応する電気信号を発生する。以下、第二の電流検出器２３により検出された逆起電流に対応する電気信号を第二の電流検出信号と呼ぶ。第二の電流検出信号は、処理回路２５に供給される。
【００１７】
処理回路２５は、第一の電流検出器１７により検出された第一の電流と第二の電流検出器２３により検出された第二の電流とが所定の条件を満たすように、第一の制御音と第二の制御音とを調整する。ハードウェア構成として処理回路２５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサとＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリとを有する。処理回路２５は、記憶装置３１に記憶されているプログラムを実行することにより総合電流振幅算出部３３と振幅／位相調整部３５とを実現する。なお、処理回路２５のハードウェア実装は上記態様のみに限定されない。例えば、処理回路２５は、総合電流振幅算出部３３と振幅／位相調整部３５とを実現する特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）等の回路により構成されても良い。総合電流振幅算出部３３と振幅／位相調整部３５とは、単一の集積回路に実装されても良いし、複数の集積回路に個別に実装されても良い。
【００１８】
総合電流振幅算出部３３は、第一の電流検出器１７により検出された第一の電流の振幅と第二の電流検出器２３により検出された第二の電流の振幅を重み係数に従い重み付け加算する。重み付け加算後の電流振幅を総合電流振幅と呼ぶ。
【００１９】
振幅／位相調整部３５は、総合電流振幅が所定の条件を満たすように第一の制御音の振幅及び位相の少なくとも一方と第二の制御音の振幅及び位相の少なくとも一方とを調整する。第１実施形態に係る所定の条件は、総合電流振幅が略最大値をとることに規定される。以下、当該所定の条件を最大条件と呼ぶことにする。この場合、振幅／位相調整部３５は、総合電流振幅が略最大値をとるように第一の制御音の振幅及び位相の少なくとも一方と第二の制御音の振幅及び位相の少なくとも一方とを調整する。換言すれば、総合電流振幅が略最大値をとるように第一の制御フィルタ１３と第二の制御フィルタ１９とが調整される。第一の制御フィルタ１３と第二の制御フィルタ１９との調整により、第一の制御スピーカ１５から発せられる第一の制御音と第二の制御スピーカ２１から発せられる第二の制御音との合成音の指向性が騒音の指向性に適応する。このような制御音により騒音低減対象空間を伝播する音響のパワーが最小化される。よって当該空間を伝播する騒音が低減される。なお、本実施形態に係る略最大値は、算出された幾つかの総合電流振幅のうちの最大値に設定されても良いし、入力機器２９等を介して指定された許容値に設定されても良い。
【００２０】
表示機器２７は、種々の情報を表示する。表示機器２７としては、例えば、ＣＲＴ（Cathode-Ray Tube）ディスプレイや液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ、ＬＥＤ（Light-Emitting Diode）ディスプレイ、プラズマディスプレイ又は当技術分野で知られている他の任意のディスプレイが適宜利用可能である。
【００２１】
入力機器２９は、ユーザからの各種指令を入力する。入力機器２９としては、キーボードやマウス、各種スイッチ、タッチパッド、タッチパネルディスプレイ等が利用可能である。入力機器２９からの出力信号は処理回路２５に供給される。なお、入力機器２９としては、処理回路２５に有線又は無線を介して接続された、コンピュータであっても良い。
【００２２】
記憶装置３１は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、集積回路記憶装置等により構成される。記憶装置３１は、処理回路２５による種々の演算結果や処理回路２５が実行する種々のプログラムを記憶する。
【００２３】
以下、第１実施形態に係る騒音低減装置１の動作について説明する。
【００２４】
騒音低減装置１は、音響パワー最小時に起こる制御音源ゼロパワー現象を利用する。騒音源と制御音源とを合わせた全音響パワーをＰｗｔは、下記の（１）式に規定され、制御音源の放射音響パワーＰｓは下記の（２）式に規定される。Ｈは共役転置を表す。全音響パワーが最小となるとき、制御音源の放射音響パワーＰｓは０となる。
【００２５】
【数１】
2019164263.tif 000003
【００２６】
（１）式の第１項は制御音源だけ単独で鳴らしたときの音響パワー、第４項は騒音源だけ単独で鳴らしたときの音響パワー、第２項及び第３項は制御音源と騒音源との干渉により生ずる音響パワーに相当する。ここで、ｑｓは制御音源の複素振幅（体積速度）ベクトル、ｑｐは騒音源の複素振幅（体積速度）ベクトル、ｂ及びｃも同様に複素ベクトルを表す。ｑｓ、ｂ及びｃは、それぞれ下記の（３）式、（４）式、（５）式のように記述される。
【００２７】
【数２】
2019164263.tif 000004
【００２８】
（１）式及び（２）式のマトリクスＡの要素ａｉｊ、ベクトルｂの要素ｂｉ、ベクトルｃの要素ｃｉ、マトリクスＤの要素ｄｉｊは、それぞれ下記の（６）式、（７）式、（８）式及び（９）式のように記述できる。Ｒｅは複素実部を表す。
【００２９】
【数３】
2019164263.tif 000005
【００３０】
ここで、ｒＳｉＳｊはｉ番目とｊ番目の制御音源間の距離、ｒＰｊＳｉはｊ番目の主音源とｉ番目の制御音源間の距離、ｒＰｉＰｊはｉ番目とｊ番目の主音源間の距離、ｊは純虚数、ωは角周波数、ρは空気密度，ｋは波数を表す。
【００３１】
制御音源の放射パワーに着目し、全音響パワーを最小化する。制御音源のゼロパワーから制御スピーカのエネルギー収支に着目すると、従来はマイクを使い音圧低減化していたが、制御音源の電流を制御することで音響パワー最小化が可能となる。
【００３２】
図２は、コーン型振動板を有する導電スピーカのメカニズムを示す図である。コイルに電圧Ｅを与え、電流Ｉが流れ、振動板には力Ｆが作用し速度Ｖで動くとすると下記の（１０）式及び（１１）式が成り立つ。
【００３３】
【数４】
2019164263.tif 000006
【００３４】
ここで、ＺＥは振動板を固定したときの電気入力インピーダンス、ＺＭはスピーカをバネ‐マス系と見たときの機械インピーダンス、Ａｓは力係数（＝Ｂｌ、磁速密度×有効コイル長）を表す。さらに、電源は電圧Ｅ０、外力は外部音場による加振力Ｆ０で供給されるものとすると、下記の（１２）式及び（１３）式となる。
【００３５】
【数５】
2019164263.tif 000007
【００３６】
ここで、Ｚ０Ｅは電気内部インピーダンス、Ｚ０Ｍは機械系から音場を見た機械インピーダンス（音響自己放射インピーダンス）を表す。従って、（１０）式及び（１１）式は、（１２）式及び（１３）式を用いて下記の（１４）式及び（１５）式で表すことができる。
【００３７】
【数６】
2019164263.tif 000008
【００３８】
スピーカは外部音場から力を受けないため、（１５）式の左辺Ｆ０はゼロとなる。これがスピーカの駆動メカニズムであるが、騒音低減装置１における第一の制御スピーカ１５及び第二の制御スピーカ２１は音響パワー最小化のために騒音源１０に近接配置することが条件となる。従って、第一の制御スピーカ１５及び第二の制御スピーカ２１は、騒音源１０からの音響放射による外力を受ける。この場合、Ｆ０は下記の（１６）式で表される。
【００３９】
【数７】
2019164263.tif 000009
【００４０】
ここで、ＺＮは音響相互放射インピーダンス、ＶＮは騒音源の振動速度となる。そこで、騒音源と制御音源の近接配置によってのみ発生する外力Ｆ０に着目し、この外力と制御音源ゼロパワーの関係、外力の変化が電気・機械・音響系にもたらす効果を考察することで、制御音源ゼロパワーによる全音響パワー最小化の可能性を検証する。
【００４１】
図３は、制御音源ゼロパワーによる全音響パワー最小化の可能性検証のためのスピーカ構成を示す図である。図３に示すように、騒音源と制御音源とは、簡単のため、同じスピーカを用いて互いに近接対向配置される。騒音源と制御音源とが同時に音を鳴らす状態で検討する。
【００４２】
騒音源側のコイルに電圧ＥＰを与え、電流ＩＰが流れ、振動板は速度ＶＰで動くとすると、下記の（１７）式及び（１８）式が成り立つ。
【００４３】
【数８】
2019164263.tif 000010
【００４４】
同時に制御音源側のコイルにも電圧ＥＳを与え、電流ＩＳが流れ、振動板は速度ＶＳで動くとすると、下記の（１９）式及び（２０）式が成り立つ。
【００４５】
【数９】
2019164263.tif 000011
【００４６】
ここで、Ｚ０Ｅ,Ｐは騒音源の電気内部インピーダンス、Ｚ０Ｅ,Ｓは制御音源の電気内部インピーダンス、ＺＥ,Ｐは騒音源の電気インピーダンス、ＺＥ,Ｓは制御音源の電気インピーダンスを表し、Ａｐ及びＡｓは力係数（＝Ｂｌ、磁速密度×有効コイル長）を表す。本仮定ではスピーカは同じものを使用していることから、Ａｐ＝Ａｓ、Ｚ０Ｅ,Ｐ＝Ｚ０Ｅ,Ｓとなる。Ｚ０Ｍ,Ｐは騒音源の音響自己放射インピーダンス，すなわち，振動系から音場を見た機械インピーダンス、Ｚ０Ｍ,Ｓは制御音源の音響自己放射インピーダンス、すなわち，振動系から音場を見た機械インピーダンス、ＺＭ,Ｐはスピーカをバネ−マス系と見たときの騒音源の機械インピーダンス、ＺＭ,Ｓはスピーカをバネ−マス系と見たときの制御音源の機械インピーダンスを表す。
【００４７】
騒音源側の外力ＦＰについては下記の（２１）式、制御音源側の外力ＦＳについては下記の（２２）式の関係が成り立つ。
【００４８】
【数１０】
2019164263.tif 000012
【００４９】
ここで、相反定理よりＺＳＰ＝ＺＰＳとなる。
【００５０】
そこで、（１９）式及び（２０）式より、制御音源の振動速度ＶＳを消去して（１７）式及び（１８）式により電流を求めると、下記の（２３）式となる。
【００５１】
【数１１】
2019164263.tif 000013
【００５２】
（２３）式に示すように、制御音源に流れる電流値ＩＳは、制御音源の騒音源に対する位相の関数となり、逆位相のときに最大となる。音響パワーがゼロとなることで、音響抵抗がなくなる分、電流が流れやすくなる。
【００５３】
図４は、制御音源の位相と電流パワースペクトルとの関係を示すグラフであり、図５は、制御音源の位相と中点マイク及び周囲マイク各々の音圧レベルとの関係を示すグラフである。図４の横軸は制御音源の位相［ｄｅｇ］に規定され、縦軸は電流パワースペクトルＩ・Ｉ＊に規定される。図５の横軸は制御音源の位相［ｄｅｇ］に規定され、縦軸は音圧レベルｄＢ［Ｆ］に規定される。中点マイクは、騒音源用スピーカと制御音源用スピーカとの中点に設けられたマイクであり、周囲マイクは、騒音源用スピーカと制御音源用スピーカとの周囲に設けられたマイクである。図４及び図５に示すように、逆位相のときに電流が最大になり、音圧は最小になる。
【００５４】
騒音低減装置１は、総合電流振幅が最大値を有するように第一の制御フィルタ１３と第二の制御フィルタ１９とを調整することにより、第一の制御スピーカ１５からの制御音と第二の制御スピーカ２１からの制御音との合成音により音響パワーを最小化することができる。この際、第一の制御スピーカ１５と第二の制御スピーカ２１とを用いることにより、騒音源１０の騒音の指向性に適用した指向性を有する合成音を生成することができるので、単一のスピーカを用いる場合に比して、騒音源の騒音の指向性に応じた適切な騒音低減制御を行うことができる。
【００５５】
次に、第１実施形態に係る騒音低減装置１による第一の制御音及び第二の制御音の振幅及び位相の調整処理について説明する。
【００５６】
図６は、第１実施形態に係る騒音低減装置１による第一の制御音及び第二の制御音の振幅及び位相の調整処理の典型的な流れを示す図である。図６に示すように、まず、騒音源１０の近くに第一の制御スピーカ１５と第二の制御スピーカ２１とが配置される（ステップＳＡ１）。具体的には、第一の制御スピーカ１５と第二の制御スピーカ２１とは、騒音源１０から発せられる騒音に起因する逆起電流を発生可能な距離に配置される。
【００５７】
ステップＳＡ１が行われると振幅／位相調整部３５は、第一の制御音の振幅及び位相と第二の制御音の振幅及び位相とを初期的に設定する（ステップＳＡ２）。ステップＳＡ２において振幅／位相調整部３５は、第一の制御音の振幅と第二の制御音の振幅とを騒音源１０からの騒音の振幅に略一致するように第一の制御フィルタの振幅特性と第二の制御フィルタ１９の振幅特性とを調整する。例えば、騒音源１０と第一の制御スピーカ１５と第二の制御スピーカ２１との各々に騒音計が設置され、騒音計各々により計測される騒音圧値が略一致するように第一の制御フィルタ１３の振幅変化量と第二の制御フィルタ１９の振幅変化量とが調整される。騒音圧値が既知の場合、当該既知の値に第一の制御フィルタ１３の振幅変化量と第二の制御フィルタ１９の振幅変化量とが調整されても良い。なお、ステップＳＡ３以降において第一の制御音の振幅と第二の制御音の振幅とが厳密に調整されるので、ステップＳＡ２においては、制御音と騒音との音圧が干渉する程度に調整されれば良い。
【００５８】
ステップＳＡ２において振幅／位相調整部３５は、第一の制御音の位相と第二の制御音の位相とが任意の初期値になるように第一の制御フィルタ１３の位相特性と第二の制御フィルタ１９の位相特性とを調整する。位相の初期値は、何度でも良いが、例えば、０度に設定されると良い。
【００５９】
ステップＳＡ２が行われると総合電流振幅算出部３３は、総合電流振幅の計算に使用する重み係数βを決定する（ステップＳＡ３）。総合電流振幅は、騒音源１０からの騒音に起因する第一の制御スピーカ１５からの起電流と第二の制御スピーカ２１からの起電流とを評価するための指標である。総合電流振幅Ｊは、下記の（２４）式に示すように、第一の制御スピーカ１５からの起電流に関する第一の電流検出信号の振幅Ｉ１と第二の制御スピーカ２１からの起電流に関する第二の電流検出信号の振幅Ｉ２との重み係数βによる重み付け加算より計算される。重み係数βは、騒音源１０から発せられる騒音の周波数と、騒音源１０の位置と、第一の制御スピーカ１５と第二の制御スピーカ２１との間の距離とに応じた値を有する。
【００６０】
【数１２】
2019164263.tif 000014
【００６１】
ステップＳＡ３が行われると振幅／位相調整部３５は、総合電流振幅が最大になるように第一の制御音の位相を調整する（ステップＳＡ４）。ステップＳＡ４において振幅／位相調整部３５は、参照信号取得器１１からの参照信号に基づいて第一の制御音の位相を調整する。参照信号取得器１１からの参照信号としては、例えば、回転速度検出器により検出された、回転系の騒音源１０に搭載される回転翼の回転速度に関する信号である。
【００６２】
騒音は、例えば、回転速度による主成分（例えば、１００Ｈｚ）やその倍調成分（例えば、２００Ｈｚ）等を含む。低減対象の成分毎に位相が調整される。例えば、主成分を低減対象とした場合、主成分の周波数に対して第一の制御スピーカ１５の位相が調整される。具体的には、振幅／位相調整部３５は、まず、第一の制御音の位相を０度から３６０度まで変化するように第一の制御フィルタ１３の位相変化量（移相量）を調整する。一方、総合電流振幅算出部３３は、所定位相毎に、第一の電流検出器１７からの第一の電流検出信号と第二の電流検出器２３からの第二の電流検出信号とに基づいて、ステップＳＡ３において決定された重み係数βを用いて、上記（２４）式に従い総合電流振幅を算出する。総合電流振幅算出部３３は、所定位相毎の総合電流振幅を比較し、総合電流振幅が最大値をとる位相を探索する。その後、振幅／位相調整部３５は、特定された位相が第一の制御音の位相に一致するように第一の制御フィルタ１３の位相変化量を調整する。第一の制御フィルタ１３の位相変化量は当該位相変化量に固定される。
【００６３】
ステップＳＡ４が行われると振幅／位相調整部３５は、総合電流振幅が最大になるように第二の制御音１の位相を調整する（ステップＳＡ５）。ステップＳＡ５において振幅／位相調整部３５は、ステップＳＡ４と同様の処理により、第二の制御音の位相を調整する。具体的には、振幅／位相調整部３５は、第二の制御音の位相を０度から３６０度まで変化するように第二の制御フィルタ１９の位相変化量（移相量）を調整する。この際、第一の制御音の位相は、ステップＳＡ４において特定された位相に固定されている。総合電流振幅算出部３３は、所定位相毎に、第一の電流検出器１７からの第一の電流検出信号と第二の電流検出器２３からの第二の電流検出信号とに基づいて、ステップＳＡ３において決定された重み係数βを用いて、上記（２４）式に従い総合電流振幅を算出する。総合電流振幅算出部３３は、所定位相毎の総合電流振幅を比較し、総合電流振幅が最大値をとる位相を特定する。その後、振幅／位相調整部３５は、第二の制御音の位相が特定された位相に一致するように第二の制御フィルタ１９の位相変化量を調整する。第二の制御フィルタ１９の位相変化量は当該位相変化量に固定される。
【００６４】
ステップＳＡ５が行われると振幅／位相調整部３５は、騒音の音圧値が最小になるように第一の制御音の振幅と第二の制御音の振幅とを調整する（ステップＳＡ６）。ステップＳＡ６において振幅／位相調整部３５は、第一の制御音及び第二の制御音の位相の固定の下、騒音計により計測された音圧値が最小になるように第一の制御フィルタ１３の振幅変化量と第二の制御フィルタ１９の振幅変化量とを個別に調整する。騒音計により計測された音圧値が最小になる第一の制御フィルタ１３の振幅変化量と第二の制御フィルタ１９の振幅変化量との組合せが特定される。第一の制御フィルタ１３の振幅変化量と第二の制御フィルタ１９の振幅変化量とは、当該振幅変化量に固定される。ステップＳＡ１〜ステップＳＡ６の処理により、第一の制御音の振幅及び位相と第二の制御音の振幅及び位相とが決定される。
【００６５】
ステップＳＡ６が行われると、第１実施形態に係る騒音低減装置１による第一の制御音及び第二の制御音の振幅及び位相の調整が終了する。
【００６６】
なお、上記の調整処理は、種々の変更が可能である。例えば、ステップＳＡ４及びステップＳＡ５において参照信号取得器１１は、回転系騒音源１０の回転翼の回転速度又は回転周波数以外に、駆動電流信号を参照信号として検出しても良い。駆動電流信号の初期位相に対して第一の制御音及び第二の制御音の位相を調整することが可能である。
【００６７】
また、参照信号取得器１１は、騒音計からの音圧信号を参照信号として検出しても良い。音圧信号の初期位相に対して第一の制御音及び第二の制御音の位相を調整することが可能である。
【００６８】
図７は、第１実施形態に係る騒音低減装置１の効果を模式的に示す図である。図７の上段は調整前の騒音の指向性ＰＤ及び制御音の指向性ＳＤ１を示し、図７の下段は調整後の騒音の指向性ＰＤ及び制御音の指向性ＳＤ２を示す。
【００６９】
上記の通り、第１実施形態に係る騒音低減装置は、第一の制御スピーカ１５、第一の電流検出器１７、第二の制御スピーカ２１、第二の電流検出器２３及び処理回路２５を有する。第一の制御スピーカ１５は、騒音源からの騒音を低減するための第一の制御音を発生する。第一の電流検出器１７は、騒音源からの騒音を受けて第一の制御スピーカ１５から流れる第一の電流を検出する。第二の制御スピーカ２１は、第一の制御スピーカ１５とは異なる位置に設けられ、騒音源からの騒音を低減するための第二の制御音を発生する。第二の電流検出器２３は、騒音源からの騒音を受けて第二の制御スピーカ２１から流れる第二の電流を検出する。処理回路２５は、第一の電流と第二の電流とが所定の条件を満たすように第一の制御音と第二の制御音とを調整する。より詳細には、処理回路２５の総合電流振幅算出部３３は、第一の電流の振幅と第二の電流の振幅とを重み係数βに従い重み付け加算して総合電流振幅を算出する。処理回路２５の振幅／位相調整部３５は、総合電流振幅が最大値をとるように第一の制御音の振幅及び位相の少なくとも一方と第二の制御音の振幅及び位相の少なくとも一方とを調整する。
【００７０】
上記構成により、騒音低減装置１は、２系統のスピーカ系列を装備しているので、第一の制御スピーカ１５からの第一の制御音と第二の制御スピーカ２１からの第二の制御音との合成制御音に指向性を付与することができる。２系統のスピーカ系列を装備したうえで、逆起電流を用いて第一の制御音及び第二の制御音の振幅及び位相を調整することにより、図７に示すように、騒音源Ｐ１からの騒音の指向性ＰＤが未知の場合においても合成制御音の指向性ＳＤ２を騒音源の指向性ＰＤに追従させることができる。これにより、騒音低減空間における音響パワーが最小化されるので、単一の制御スピーカによる騒音低減装置に比して騒音低減制御の効果を向上させることができる。
【００７１】
複数の複素振幅の音源群が存在する場合、一般的な音源群による空間全体の低減化の方法は、次の手順により行われる。まず、マイクロフォンを用いた、騒音低減空間における騒音源の放射特性の調整が行われる。マイクロフォンにより計測された音圧に基づいてスピーカの最適配置が導出される。導出された配置にスピーカが配置されることにより、騒音低減空間における騒音の音響パワーが一度に低減される。これには、エンジニアリングが必要で手間かかる。特に、騒音によっては初めから逆位相放射の形態もある。この状態を知りながら、制御音源を設置すると、逆に騒音が増加してしまう。ここにも、事前に解析による確認が必要となる。
【００７２】
上記の通り、本実施形態に係る騒音低減装置１は、第一の制御スピーカ１５及び第二の制御スピーカ２１からの逆起電流に基づき第一の制御音及び第二の制御音の振幅及び位相を調整する。すなわち、本実施形態に係る騒音低減装置１は、騒音源１０からの騒音を集音するマイクロフォンは必須ではない。上記の構成により騒音低減装置１、制御音源を順次付加（制御則順次更新）して段階的に音響パワーを低減できる。
【００７３】
図８は、制御音源の順次付加による騒音低減制御を模式的に示す図である。図８の左図に示すように、複数の複素振幅の低減対象音源群が存在する場合を考える。図８の中央図に示すように、本実施形態に係る音響パワー最小制御の場合、予め複数の制御音源群を配さずに、例えば、１個の制御音源が配置される。この制御音源は、騒音源群のうちの音響干渉可能な騒音源からの騒音の音響パワーのみを部分的に低減する。図８の右図に示すように、低減されていない騒音源の付近に他の制御音源を順次付加することにより、低減対象空間内の騒音の音響パワーを漸次低減していく。これが可能なのは、音響パワー制御で与える振幅は常にその状態で最適であるからである。制御音源の順次付加が可能であるので、本実施形態に係る騒音低減装置は、構築済の騒音低減システムに後付が可能である。従って見通しを持った直感的な空間設計がし易い。
【００７４】
次に、第１実施形態に係る騒音低減装置１による騒音低減制御の制御効果を予測計算により検証する。
【００７５】
図９は、ダイポール騒音源Ｐ１及びＰ２と制御音源Ｓ１及びＳ２との配置を示す図である。第一の騒音源Ｐ１の電圧ＥＰ１は下記の（２５）式、外力ＦＰ１は下記の（２６）式により記述される。
【００７６】
【数１３】
2019164263.tif 000015
【００７７】
第一の制御音源Ｓ１の電圧ＥＳ１は下記の（２７）式、外力ＦＳ１は下記の（２８）式により記述される。
【００７８】
【数１４】
2019164263.tif 000016
【００７９】
外力ＦＳ１＝音響加振には、下記の（２９）式に示すように、クロストーク項が入る。
【数１５】
2019164263.tif 000017
【００８０】
第一の制御スピーカの振動速度ＶＳ１を消去すると、第一の制御音源の電流ＩＳ１は、下記の（３０）式により記述される。
【００８１】
【数１６】
2019164263.tif 000018
【００８２】
ここで、ｃｏｓθＰ１Ｓ１は第一の制御スピーカＳ１に対する騒音源Ｐ１の位相差、ｃｏｓθＰ２Ｓ１は第一の制御スピーカＳ１に対する騒音源Ｐ２の位相差、ｃｏｓθＳ２Ｓ１は第一の制御スピーカＳ１に対する第二の制御スピーカＳ２の位相差を表す。
【００８３】
次に幾つかの計算条件に基づく予測計算例を示す。図１０は、第１−１の予測計算条件に関する制御音源と騒音源との関係を示す図である。図１０に示すように、ダイポール騒音源Ｐ１及びＰ２の周波数＝２００Ｈｚ、騒音源Ｐ１及びＰ２の間隔Ｌｐ＝０．２ｍ、制御スピーカＳ１及びＳ２の間隔Ｌｓ＝０．２ｍ、騒音源Ｐ１及びＰ２と制御スピーカＳ１及びＳ２の間隔ｄ＝０．３ｍ、騒音源Ｐ１の位相＝０度、騒音源Ｐ２の位相＝１８０度である。また、振動速度Ｖｐ１=Ｖｐ２=Ｖｓ１=Ｖｓ２であるとする。第一の予測計算の条件のもと電流パワースペクトルＩ＊Ｉ’が計算された。
【００８４】
図１１は、図１０に示す第１−１の予測計算条件にもとに計算された第一の制御音源Ｓ１に関する電流パワースペクトル分布を示す図である。図１１の横軸は騒音源Ｐ１と制御音源Ｓ１との位相差θＰ１Ｓ１［ｄｅｇ］、縦軸は制御音源Ｓ１と制御音源Ｓ２との位相差θＳ２Ｓ１［ｄｅｇ］に規定される。図１１に示すように、騒音源Ｐ１と制御音源Ｓ１の位相差は逆位相、制御音源Ｓ１と制御音源Ｓ２の位相差も逆位相のときに電流が最大になっていることがわかる。
【００８５】
図１２は、図１０に示す第１−１の予測計算条件にもとに計算された第二の制御音源Ｓ２に関する電流パワースペクトル分布を示す図である。図１２も図１１と同様に、騒音源Ｐ１と制御音源Ｓ１の位相差は逆位相、制御音源Ｓ１と制御音源Ｓ２の位相差も逆位相のときに電流が最大になっていることがわかる。お互いにダイポール音源が形成されているときに音響パワーが最小になることから、電流最大を実現すればよいことがこれからもわかる。
【００８６】
図１３は、第１−２の予測計算条件に関する制御音源と騒音源との関係を示す図である。図１３に示すように、ダイポール騒音源Ｐ１及びＰ２の周波数＝２００Ｈｚ、騒音源Ｐ１及びＰ２の間隔Ｌｐ＝０．８ｍ、制御スピーカＳ１及びＳ２の間隔Ｌｓ＝０．２ｍ、騒音源Ｐ１及びＰ２と制御スピーカＳ１及びＳ２の間隔ｄ＝０．３ｍ、騒音源Ｐ１の位相＝０度、騒音源Ｐ２の位相＝１８０度である。また、振動速度Ｖｐ１=Ｖｐ２=Ｖｓ１=Ｖｓ２であるとする。第二の予測計算の条件のもと電流パワースペクトルＩ＊Ｉ’が計算された。第二の予測計算条件は、第一の予測計算条件とはＬｐのみが異なる。
【００８７】
図１４は、図１３に示す第１−２の予測計算条件にもとに計算された第一の制御音源Ｓ１に関する電流パワースペクトル分布を示す図である。騒音源Ｐ１と制御音源Ｓ１の位相差は逆位相、制御音源Ｓ１と制御音源Ｓ２の位相差も逆位相のときに電流が最大になっていることがわかる。図１５は、図１３に示す第１−２の予測計算条件にもとに計算された第二の制御音源Ｓ２に関する電流パワースペクトル分布を示す図である。騒音源Ｐ１と制御音源Ｓ１の位相差は逆位相のままであるが、制御音源Ｓ１と制御音源Ｓ２の位相差は同位相のときに電流が最大になっていることがわかる。
【００８８】
これは図８で述べた音響パワー制御の特徴でもあり、騒音源Ｐ２は２つの制御音源Ｓ１及びＳ２から離れているために、干渉効果は弱まり、結果として、２つの制御音源Ｓ１及びＳ２は、近くの騒音源Ｐ１のみを対象に制御する。そこで、騒音源Ｐ１の位相０度に対しては、２つの制御音源Ｓ１及びＳ２はどちらも逆位相、つまり、制御音源Ｓ１及びＳ２が同位相の方が、逆位相の場合に比して低減効果は向上する。上記の予測計算により、騒音低減装置１による電流制御は、これを自動的に実施していることがわかる。
【００８９】
図１６は、２つの騒音源Ｐ１及びＰ２の間隔Ｌｐのみを変化させたときの電流パワースペクトル分布の推移を示す図である。図１６の上段は第一の制御音源Ｓ１に関する電流パワースペクトル分布を示し、図１６の下段は第二の制御音源Ｓ２に関する電流パワースペクトル分布を示す。各電流パワースペクトル分布の縦軸は第一の制御音源Ｓ１に対する第二の制御音源Ｓ２の位相差θＳ２Ｓ１［ｄｅｇ］に規定され、横軸は第一の制御音源Ｓ１に対する騒音源Ｐ１の位相差θＰ１Ｓ１［ｄｅｇ］に規定される。図１７は、ダイポール騒音源の距離（第一の騒音源Ｐ１と第二の騒音源Ｐ２との間の距離）の変化に伴う第一の制御音源Ｓ１に対する第二の制御音源Ｓ２の位相差θＳ２Ｓ１の変化を示すグラフである。図１７の横軸は騒音源間の間隔Ｌｐ、縦軸は第二の制御音源の電流最大のときの位相差θＳ２Ｓ１に規定される。図１６及び図１７に示すとおり、Ｌｐ＝０．４ｍを境に逆位相から同位相に変化しているのがわかる。
【００９０】
図１８は、２つの制御音源Ｓ１及びＳ２の間隔をＬｓ＝０．２ｍから０．４ｍに変えたときの、ダイポール騒音源の距離（第一の騒音源Ｐ１と第二の騒音源Ｐ２との間の距離）の変化に伴う第一の制御音源Ｓ１に対する第二の制御音源Ｓ２の位相差θＳ２Ｓ１の変化を示すグラフである。図１８に示すように、第二の制御音源Ｓ２が第二の騒音源Ｐ２に近づくことで、位相反転する閾値がＬｐ＝０．４ｍから０．８ｍに拡大していることがわかる。
【００９１】
図１１及び図１２に示した騒音源位相の条件は、第一の騒音源＝０度、第二の騒音源＝１８０度である。図１９は、図１１及び図１２に示す騒音源位相条件のもとに予測計算された第一の制御音源及び第二の制御音源に関する電流パワースペクトル分布を示す図である。第一の制御音源及び第二の制御音源に関する電流パワースペクトルが最大のときの第一の制御音源及び第二の制御音源の位相が図１９に示される。
【００９２】
図１９においては、第一の騒音源と第二の制御音源との位相差＝１８０度、第一の制御音源と第二の制御音源との位相差＝１８０度（第一の制御音源＝１８０度、第二の騒音源＝０度）であったが、図２０には、騒音源位相の条件を第一の騒音源＝４５度、第二の騒音源＝２２５度にしたときの結果を示す。第一の制御音源及び第二の制御音源に関する電流パワースペクトル最大時は、第一の騒音源と第一の制御音源との位相差＝１８０度、第一の制御音源と第二の制御音源との位相差＝１８０度（第一の制御音源＝２２５度、第二の騒音源＝４５度）に、初期位相も変化していることがわかる。実際の騒音では初期位相が未知のため、本実施形態に係る騒音低減制御は有効となる。
【００９３】
次に、第一の制御スピーカ１５、第二の制御スピーカ２１及び騒音源１０の配置について説明する。
【００９４】
図２１は、第一の制御スピーカ１５と騒音源Ｐ１との配置の一例を示す図である。図２１に示すように、第一の制御スピーカ１５は、λを騒音源１０から発せられる騒音の波長とした場合、騒音源Ｐ１からλ／３以内に配置されると良い。すなわち、ｄを第一の制御スピーカ１５と騒音源Ｐ１との間の距離とした場合、ｄ＜λ／３に設定される。第一の制御スピーカ１５からの制御音と騒音源Ｐ１からの騒音とが互いに干渉し、騒音低減対象空間における音響パワーが低減するためである。なお、図２１に図示しない第二の制御スピーカ２１については、騒音源１０からλ／３以内に配置されても良いし、配置されなくても良い。
【００９５】
図２２は、第一の制御スピーカ１５、第二の制御スピーカ２１、第一の騒音源Ｐ１及び第二の騒音源Ｐ２の配置の一例を示す図である。図２２に示すように、第一の制御スピーカ１５、第二の制御スピーカ２１、第一の騒音源Ｐ１及び第二の騒音源Ｐ２が配置される。第一の騒音源Ｐ１と第一の制御スピーカ１５との間の距離ｄは０．３ｍ、第一の制御スピーカ１５と第二の制御スピーカ２１との間の距離Ｌｓは０．２ｍ、第一の騒音源Ｐ１と第二の騒音源との間の距離Ｌｐは０．２ｍであるとする。また、第一の騒音源Ｐ１の初期位相は０度、第二の騒音源Ｐ２の初期位相は１８０度であるとする。この条件の下、第一の騒音源Ｐ１及び第二の騒音源Ｐ２から発せられる騒音の周波数が２００Ｈｚの場合、λ／３＝０，５６となる。よって図２２の配置の場合、第一の制御スピーカ１５、第二の制御スピーカ２１及び第二の騒音源Ｐ２の全てが第一の騒音源Ｐ１からλ／３以内に配置される。この配置により、第一の制御スピーカ１５及び第二の制御スピーカ２１からの制御音と第一の騒音源Ｐ１及び第二の騒音源Ｐ２からの騒音とが互いに干渉するので、騒音低減対象空間における音響パワーを低減することができる。
【００９６】
図２３は、図２２の配置における総合電流振幅の分布を示す図である。図２３の縦軸は第一の制御スピーカ１５に対する第二の制御スピーカ２１の位相差［ｄｅｇ］に規定され、横軸は第一の騒音源Ｐ１に対する第一の制御スピーカ１５の位相差［ｄｅｇ］に規定される。なお、総合電流振幅の重み係数βは０．５に設定された。図２３に示すように、第一の騒音源Ｐ１に対する第一の制御スピーカ１５の位相差は１８０度（横軸）に決定され、第一の制御スピーカ１５に対する第二の制御スピーカ２１の位相差は１８０度（縦軸）であるので、第一の騒音源Ｐ１に対する第一の制御スピーカ１５の位相差は１８０度（横軸）＋１８０度（縦軸）＝０度に決定される。
【００９７】
図２４は、第一の制御スピーカ１５、第二の制御スピーカ２１、第一の騒音源Ｐ１及び第二の騒音源Ｐ２の配置の他の例を示す図である。図２４に示すように、距離ｄは０．３ｍ、距離Ｌｓは０．２ｍ、距離Ｌｐは０．４ｍ、第一の騒音源Ｐ１の初期位相は０度、第二の騒音源Ｐ２の初期位相は１８０度であるとする。この条件の下、騒音の周波数が２００Ｈｚの場合、λ／３＝０，５６となる。よって図２４の配置の場合、第一の制御スピーカ１５、第二の制御スピーカ２１及び第二の騒音源Ｐ２の全てが第一の騒音源Ｐ１からλ／３以内に配置される。この配置により、第一の制御スピーカ１５及び第二の制御スピーカ２１からの制御音と第一の騒音源Ｐ１及び第二の騒音源Ｐ２からの騒音とが互いに干渉するので、騒音低減対象空間における音響パワーを低減することができる。
【００９８】
図２５は、図２４の配置における総合電流振幅の分布を示す図である。総合電流振幅の重み係数βは０．５に設定された。図２５に示すように、第一の騒音源Ｐ１に対する第一の制御スピーカ１５の位相差は１８０度（横軸）に決定され、第一の制御スピーカ１５に対する第二の制御スピーカ２１の位相差は１８０度（縦軸）であるので、第一の騒音源Ｐ１に対する第一の制御スピーカ１５の位相差は１８０度（横軸）＋１８０度（縦軸）＝０度に決定される。
【００９９】
図２６は、第一の制御スピーカ１５、第二の制御スピーカ２１、第一の騒音源Ｐ１及び第二の騒音源Ｐ２の配置の他の例を示す図である。図２４の条件との差異は、距離Ｌｐが０．６ｍである点である。図２６の配置の場合、第一の制御スピーカ１５及び第二の制御スピーカ２１が第一の騒音源Ｐ１からλ／３以内に配置されるが、第二の騒音源Ｐ２は第一の騒音源Ｐ１からλ／３よりも外側に配置される。
【０１００】
図２７は、図２６の配置における総合電流振幅の分布を示す図である。総合電流振幅の重み係数βは０．５に設定された。図２７に示すように、第一の騒音源Ｐ１に対する第一の制御スピーカ１５の位相差は０度（横軸）に決定され、第一の制御スピーカ１５に対する第二の制御スピーカ２１の位相差は０度（縦軸）であるので、第一の騒音源Ｐ１に対する第一の制御スピーカ１５の位相差は０度（横軸）＋０度（縦軸）＝０度に決定される。しかしながら、後述の第２実施形態に示す調整方法によれば、図２６の配置では、第二の制御スピーカ２１の位相差は１８０度が正解である。従って第二の騒音源Ｐ２が第一の騒音源Ｐ１からλ／３の外側に配置される場合、β＝０．５に設定することができないことが分かる。
【０１０１】
図２８は、第一の制御スピーカ１５、第二の制御スピーカ２１、第一の騒音源Ｐ１及び第二の騒音源Ｐ２の配置の他の例を示す図である。図２６の条件との差異は、距離Ｌｐが０．８ｍである点である。図２８の配置の場合、第一の制御スピーカ１５及び第二の制御スピーカ２１が第一の騒音源Ｐ１からλ／３以内に配置されるが、第二の騒音源Ｐ２は第一の騒音源Ｐ１からλ／３よりも外側に配置される。
【０１０２】
図２９は、図２８の配置における総合電流振幅の分布を示す図である。総合電流振幅の重み係数βは０．５に設定された。図２９に示すように、第一の騒音源Ｐ１に対する第一の制御スピーカ１５の位相差は０度（横軸）に決定され、第一の制御スピーカ１５に対する第二の制御スピーカ２１の位相差は０度（縦軸）であるので、第一の騒音源Ｐ１に対する第一の制御スピーカ１５の位相差は０度（横軸）＋０度（縦軸）＝０度に決定される。しかしながら、後述の第２実施形態に示す調整方法によれば、後述の図４７及び図４８に示す通り、図２８の配置では、第二の制御スピーカ２１の位相差は１８０度が正解である。従って第二の騒音源Ｐ２が第一の騒音源Ｐ１からλ／３の外側に配置される場合、β＝０．５に設定することができないことが分かる。
【０１０３】
（応用例１）
第１実施形態に係る騒音低減装置１の第一の制御フィルタ１３と第二の制御フィルタ１９とは既存の騒音低減装置に後付けが可能である。以下、第１実施形態の応用例１に係る騒音低減装置について説明する。なお以下の説明において、第１実施形態と略同一の機能を有する構成要素については、同一符号を付し、必要な場合にのみ重複説明する。
【０１０４】
図３０は、第１実施形態の応用例１に係る騒音低減装置２の構成を示す図である。図３０に示すように、第１実施形態の応用例１に係る騒音低減装置２は、参照信号取得器１１、第一の制御フィルタ１３、第一の制御スピーカ１５、第一の電流検出器１７、第二の制御フィルタ１９、第二の制御スピーカ２１、第二の電流検出器２３、処理回路２５、表示機器２７、入力機器２９及び記憶装置３１の他に、無指向性フィルタ３７を有する。第一の制御フィルタ１３と第二の制御フィルタ１９とは、無指向性フィルタ３７に対して後付けされたものとする。
【０１０５】
無指向性フィルタ３７は、第一の制御フィルタ１３と第二の制御フィルタ１９とが取り付けられていない状態において、第一の制御スピーカ１５から無指向性の制御音が発せられるようにするための制御信号を生成する制御フィルタである。
【０１０６】
次に、応用例１に係る騒音低減装置２の動作例について説明する。
【０１０７】
図３１は、第一の制御フィルタ１３及び第二の制御フィルタ１９の取り付け前後における合成制御音の指向性の変化を模式的に示す図である。図３１に示すように、第一の制御フィルタ１３と第二の制御フィルタ１９とが取り付けられていない状態において、第一の制御スピーカ１５に無指向性フィルタ３７が先付けされている。無指向性フィルタ３７には無指向の指向性ＷＤが与えられる。
【０１０８】
次いで、図３１に示すように、第一の制御フィルタ１３と第二の制御フィルタ１９とが後付けされる。第一の制御フィルタ１３は、無指向性フィルタ３７と第一の制御スピーカ１５との間に設けられる。この状態において第１実施形態と同様、総合電流振幅が最大条件を満たすような第一の制御フィルタ１３と第二の制御フィルタ１９との振幅特性及び位相特性が決定される。当該振幅特性及び位相特性に第一の制御フィルタ１３と第二の制御フィルタ１９とが調整されることにより、第一の制御音の振幅及び位相の少なくとも一方と第二の制御音の振幅及び位相の少なくとも一方とが、騒音源１０からの騒音に対して最適に調整される。これにより、合成制御音の指向性ＳＤは騒音の指向性に適応する。
【０１０９】
上記の通り、応用例１によれば、第一の制御フィルタ１３と第二の制御フィルタ１９とは、稼働中の騒音低減装置に後付け可能である。第一の制御フィルタ１３と第二の制御フィルタ１９とを後付けすることにより、当該騒音低減装置による騒音低減制御の効果を簡便且つ低コストで向上させることができる。
【０１１０】
なお、上記の説明において稼働中の騒音低減装置には第一の制御スピーカ１５に対して無指向性フィルタ３７が設けられるとしたが、第二の制御スピーカ２１に対して無指向性フィルタ３７が設けられていても良いし、第一の制御スピーカ１５及び第二の制御スピーカ２１各々に無指向性フィルタ３７が設けられていても良い。
【０１１１】
（応用例２）
上記応用例１においては、稼働中の騒音低減装置には無指向性の制御フィルタが先付けされているとした。応用例２においては、稼働中の騒音低減装置には指向性を有する制御フィルタが先付けされているものとする。以下、第１実施形態の応用例２に係る騒音低減装置について説明する。なお以下の説明において、第１実施形態と略同一の機能を有する構成要素については、同一符号を付し、必要な場合にのみ重複説明する。
【０１１２】
図３２は、第１実施形態の応用例２に係る騒音低減装置３の構成を示す図である。図３２に示すように、第１実施形態の応用例２に係る騒音低減装置３は、参照信号取得器１１、第一の制御フィルタ１３、第一の制御スピーカ１５、第一の電流検出器１７、第二の制御フィルタ１９、第二の制御スピーカ２１、第二の電流検出器２３、処理回路２５、表示機器２７、入力機器２９及び記憶装置３１の他に、指向性フィルタ３９を有する。第一の制御フィルタ１３と第二の制御フィルタ１９とは、指向性フィルタ３９に対して後付けされたものとする。
【０１１３】
指向性フィルタ３９は、第一の制御フィルタ１３と第二の制御フィルタ１９とが取り付けられていない状態において、第二の制御スピーカ２１から所定の指向性の制御音が発せられるようにするための制御信号を生成する制御フィルタである。
【０１１４】
次に、応用例２に係る騒音低減装置３の動作例について説明する。
【０１１５】
図３３は、第一の制御フィルタ１３及び第二の制御フィルタ１９の取り付け前における合成制御音の指向性を模式的に示す図である。図３３に示すように、第一の制御フィルタ１３及び第二の制御フィルタ１９の取り付け前においては、指向性フィルタ３９により合成制御音に所定の指向性ＧＤが与えられている。第一の制御スピーカ１５から等距離により方位角が異なる複数の位置において音圧が計測される。例えば、第一の制御スピーカの略正面（方位角略０度）に第一の騒音計が配置され、第一の騒音計を挟んで方位角方向に略等間隔に第二の騒音計と第三の騒音計とが配置される。Ｐｅは、第一の騒音計により計測された音圧を示す。Ｐａは、第二の騒音計により計測された音圧を示す。Ｐｂは第三の騒音計により計測された音圧を示す。
【０１１６】
下記の（３１）式及び（３２）式に示すように、Ｐｅを最小化しつつ、その両側の音圧比がαにあるような指向性フィルタ３９の振幅特性及び位相特性が導出される。
【０１１７】
【数１７】
2019164263.tif 000019
【０１１８】
騒音源に関する体積速度Ｑｐ及び制御音源に関する体積速度Ｑｓは、それぞれ下記の（３３）式及び（３４）式により記述される。
【０１１９】
【数１８】
2019164263.tif 000020
【０１２０】
図３４は、上記方法により導出された振幅特性及び位相特性を有する指向性フィルタ３９を介して発せられた合成制御音の音圧分布を示す図である。図３４の縦軸は方位角方向の距離に規定され、横軸は音響伝播方向の距離に規定される。振幅／位相調整部３５は、導出された振幅特性及び位相特性を指向性フィルタ３９に設定する。そして第一の制御フィルタ１３及び第二の制御フィルタ１９を騒音低減装置３に後付けし、図６に示す調整方法による制御音の振幅及び位相の調整が行われる。
【０１２１】
図３５は、第一の制御フィルタ１３及び第二の制御フィルタ１９の取り付け前後における合成制御音の指向性を模式的に示す図である。図６に示す調整方法により、第一の制御フィルタ１３及び第二の制御フィルタ１９の振幅特性及び位相特性が調整される。これにより、第一の制御音及び第二の制御音の合成制御音の指向性ＳＤが騒音の指向性に適応する。指向性フィルタ３９に対して第一の制御フィルタ１３及び第二の制御フィルタ１９を後付けすることにより、合成制御音の指向性を最終目標の騒音源の指向性に短時間で近づけることが可能となる。
【０１２２】
（応用例３）
第１実施形態の応用例１に係る騒音低減の動翼回転騒音源への実施例を応用例３として説明する。なお以下の説明において、第１実施形態の応用例１と略同一の機能を有する構成要素については、同一符号を付し、必要な場合にのみ重複説明する。
【０１２３】
図３６は、第１実施形態の応用例３に係る騒音低減システム１００の構成を示す図である。図３６に示すように、応用例３に係る騒音低減システム１００は、参照信号取得器１１、応用例２に係る複数の騒音低減装置２及び処理回路４１を含む。
【０１２４】
参照信号取得器１１は、動翼回転騒音源から発せられる騒音に相関する参照信号を取得する。応用例３に係る参照信号取得器１１として、動翼回転騒音源の駆動系に設けられたエンコーダ等の回転速度検出器が用いられる。参照信号は、複数の騒音低減装置２に供給される。
【０１２５】
複数の騒音低減装置２−ｍは参照信号取得器１１に並列に接続されている。騒音低減装置２−ｍの台数ｍは特に限定されず、２以上であれば幾つでも良い。騒音低減装置２−ｍは、第一の電流検出器１７からの電流検出信号と第二の電流検出器２３からの電流検出信号とに基づいて総合電流振幅を算出し、算出された総合電流振幅に関する信号を処理回路４１に供給する。
【０１２６】
処理回路４１は、各騒音低減装置から供給された総合電流振幅に基づいて各騒音低減装置から発せられる制御音を制御する。ハードウェア構成として処理回路２５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサとＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリとを有する。処理回路４１は、図示しない記憶装置に記憶されているプログラムを実行することによりスピーカ間微調整部４３及び評価値算出部４５を実現する。なお、処理回路４１のハードウェア実装は上記態様のみに限定されない。例えば、処理回路４１は、スピーカ間微調整部４３と評価値算出部４５とを実現する特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）等の回路により構成されても良い。スピーカ間微調整部４３と評価値算出部４５とは、単一の集積回路に実装されても良いし、複数の集積回路に個別に実装されても良い。
【０１２７】
スピーカ間微調整部４３は、各騒音低減装置２−ｍの第一の制御スピーカ１５及び第二の制御スピーカ２１の位相シフト量に応じて、当該第一の制御スピーカ１５及び第二の制御スピーカ２１から発せられる制御音の位相を調整する。
【０１２８】
評価値算出部４５は、複数の騒音低減装置２から供給された複数の総合電流振幅に基づいて当該複数の総合電流振幅の評価値を算出する。評価値に応じて各騒音低減装置２の第一の制御スピーカ１５及び第二の制御スピーカ２１の振幅及び位相が調整される。
【０１２９】
図３７は、複数の騒音低減装置２と動翼回転騒音源２００との配置を示す図である。動翼回転騒音源２００は、複数の動翼から構成される回転翼である。動翼回転騒音源２００は、離散的な回転速度に応じた遅延時間を有する離散音源群（回転リング音源）で表すことができる。従って複数の騒音低減装置２を、動翼回転騒音源２００の周囲に離散的に配置された複数個の制御音源群とする音源モデルで表すことができる。
【０１３０】
各騒音低減装置２に含まれる第一の制御スピーカ１５及び第二の制御スピーカ２１は、動翼回転騒音源２００からλ／３以内の距離に配置される。また、Ｂを動翼回転騒音源２００の動翼の枚数とし、ｘを騒音の低減対象次数とした場合、翼端騒音源と制御スピーカとの個数差に基づく空間エイリアス現象の発生を低減するため、制御スピーカの個数は２Ｂｘ＋１以上であると良い。また、動翼回転騒音源２００の動翼半径がａの場合、制御スピーカは、動翼回転騒音源２００の回転中心から距離ａに可能な限り近い距離に配列されると良い。制御スピーカは、少なくとも動翼回転騒音源２００の中心から２ａ以内の距離に円周上に配列されると良い。
【０１３１】
次に、第一の制御スピーカ１５、第二の制御スピーカ２１、第一の騒音源Ｐ１及び第二の騒音源Ｐ２の向きについて説明する。
【０１３２】
図３８、図３９、図４０及び図４１は、第一の制御スピーカ１５、第二の制御スピーカ２１、第一の騒音源Ｐ１及び第二の騒音源Ｐ２の向きの一例を示す図である。図３８、図３９、図４０及び図４１に示すように、第一の騒音源Ｐ１及び第二の騒音源Ｐ２は、回転翼の翼端騒音に関する騒音源であるとする。
【０１３３】
図３８及び図３９に示すように、第一の制御スピーカ１５及び第二の制御スピーカ２１からの制御音の音響放射面５１が第一の騒音源Ｐ１及び第二の騒音源Ｐ２に対向するように、第一の制御スピーカ１５及び第二の制御スピーカ２１が第一の騒音源Ｐ１及び第二の騒音源Ｐ２に対して配置されると良い。これにより、制御音と騒音とを効率良く干渉させることができる。なお、図３８に示すように、第一の制御スピーカ１５及び第二の制御スピーカ２１の音響放射面５１が略並行するように配置されても良いし、図３９に示すように、第一の制御スピーカ１５及び第二の制御スピーカ２１の音響放射面５１が一点を照準するように配置されても良い
【０１３４】
図４０及び図４１に示すように、第一の制御スピーカ１５及び第二の制御スピーカ２１の音響放射面５１が同一向きであり、且つ第一の制御スピーカ１５及び第二の制御スピーカ２１の音響放射面５１が第一の騒音源Ｐ１及び第二の騒音源Ｐ２に照準しないように、第一の制御スピーカ１５及び第二の制御スピーカ２１が第一の騒音源及び第二の騒音源に対して配置されると良い。図４０に示すように、第一の制御スピーカ１５が第二の制御スピーカ２１の音響放射面５１の前方に配置されても良いし、図４１に示すように、第一の制御スピーカ１５及び第二の制御スピーカ２１の音響放射面５１が一列に配置されるように第一の制御スピーカ１５及び第二の制御スピーカ２１が並列されても良い。
【０１３５】
次に、第一の制御スピーカ１５及び第二の制御スピーカ２１の防風治具について説明する。本実施形態に係る振幅及び位相の調整方法は、第一の制御スピーカ１５及び第二の制御スピーカ２１の音響放射面にかかる騒音源からの音響加振力によって発生する逆起電流を評価関数とする手法をとる。騒音低減制御の効果を向上するため、第一の制御スピーカ１５及び第二の制御スピーカ２１を、騒音源である動翼に可能な限り近づけることが好ましい。しかしながら、近接配置では同時に風の影響も第一の制御スピーカ１５及び第二の制御スピーカ２１は受けてしまい、この外力に音響加振力が埋もれてしまう可能性がある。そこで、第一の制御スピーカ１５及び第二の制御スピーカ２１に防風治具が取り付けられる。
【０１３６】
図４２は、防風治具５３が取り付けられた第一の制御スピーカ１５及び第二の制御スピーカ２１を示す図である。図４２に示すように、第一の制御スピーカ１５には第一の防風治具５３−１が、第二の制御スピーカ２１には第二の防風治具５３−２が取り付けられている。各防風治具５３は、制御スピーカ１５，２１の音響放射面５１が騒音源からの風による空力の影響を受けないよう、当該音響放射面５１を覆うように装着される。具体的には、防風治具５３として、風の影響を受けずに音のみを透過させる防風スクリーンや薄いフィルムが用いられる。
【０１３７】
応用例３に係る騒音低減システム１００の構成は、図３６に示す構成のみに限定されない。例えば、各騒音低減装置２−ｍの処理回路２５には、総合電流振幅算出部３３が設けられなくても良い。この場合、処理回路４１に総合電流振幅算出部３３が設けられると良い。処理回路４１の総合電流振幅算出部３３は、各騒音低減装置２から第一の電流検出信号と第二の電流検出信号とを受け取り、受け取った第一の電流検出信号と第二の電流検出信号とに基づいて総合電流振幅を算出すれば良い。
【０１３８】
応用例３において、騒音低減システム１００に含まれる騒音低減装置は、無指向性フィルタ３７を有する応用例１に係る騒音低減装置であるとした。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。騒音低減システム１００に含まれる騒音低減装置は、指向性フィルタ３９を有する応用例２に係る騒音低減装置３でも良いし、無指向性フィルタ３７及び指向性フィルタ３９を有しない第１実施形態に係る騒音低減装置１でも良い。また、騒音低減システム１００に含まれる騒音低減装置として、第１実施形態に係る騒音低減装置１、応用例１に係る騒音低減装置２及び応用例２に係る騒音低減装置の少なくとも２種類が混合されても良い。
【０１３９】
応用例３において、回転騒音源の周囲に複数の騒音低減装置２を配置する応用例３において処理回路４１は必須構成ではない。すなわち、回転騒音源の周囲に配置された各騒音低減装置２に対して第１実施形態において説明した調整方法により、第一の制御スピーカ１５及び第二の制御スピーカ２１の振幅及び位相の少なくとも一方が調整されれば良い。
【０１４０】
（第２実施形態）
上記第１実施形態に係る騒音低減装置は、第一の電流検出器からの第一の電流検出信号（第一の逆起電流）と第二の電流検出器からの第二の電流検出信号（第二の逆起電流）とを同時に監視して第一の制御音及び第二の制御音の振幅及び位相を調整するものとした。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。第２実施形態に係る騒音低減装置は、第一の電流検出器からの第一の電流検出信号（第一の逆起電流）と第二の電流検出器からの第二の電流検出信号（第二の逆起電流）とを個別に監視して第一の制御音及び第二の制御音の振幅及び位相を調整する。以下、第２実施形態に係る騒音低減装置について説明する。なお以下の説明において、第１実施形態と略同一の機能を有する構成要素については、同一符号を付し、必要な場合にのみ重複説明する。また、同一符合を示した構成要素については、上記第１実施形態、応用例１、応用例２及び応用例３として記載した各種実施例に適用可能である。
【０１４１】
図４３は、第２実施形態に係る騒音低減装置４の構成を示す図である。図４３に示すように、第２実施形態に係る騒音低減装置４は、参照信号取得器１１、第一の制御フィルタ１３、第一の制御スピーカ１５、第一の電流検出器１７、第二の制御フィルタ１９、第二の制御スピーカ２１、第二の電流検出器２３、処理回路２５、表示機器２７、入力機器２９及び記憶装置３１を有する。
【０１４２】
第２実施形態に係る処理回路２５は、記憶装置３１に記憶されているプログラムを実行することにより振幅／位相調整部６１を実現する。振幅／位相調整部６１は、第一の電流検出器１７からの第一の電流検出信号（第一の逆起電流）と第二の電流検出器２３からの第二の電流検出信号（第二の逆起電流）とが最大条件を満たすように第一の制御音の振幅及び位相の少なくとも一方と第二の制御音の振幅及び位相の少なくとも一方とを調整する。第２実施形態に係る最大条件は、第一の電流検出信号の電流振幅と第二の電流検出信号の電流振幅との各々が略最大値をとることに規定される。この場合、振幅／位相調整部６１は、第一の電流検出信号の電流振幅が略最大値をとるように第一の制御音の振幅及び位相の少なくとも一方を調整し、第二の電流検出信号の電流振幅が略最大値をとるように第二の制御音の振幅及び位相の少なくとも一方を調整する。換言すれば、第一の電流検出信号の電流振幅が略最大値をとるように第一の制御フィルタ１３が調整され、第二の電流検出信号の電流振幅が略最大値をとるように第二の制御フィルタ１９が調整される。第一の制御フィルタ１３と第二の制御フィルタ１９との調整により、第一の制御スピーカ１５から発せられる第一の制御音と第二の制御スピーカ２１から発せられる第二の制御音との合成音の指向性が騒音の指向性に適応する。このような制御音により騒音低減対象空間を伝播する音響のパワーが最小化される。よって当該空間を伝播する騒音が低減される。
【０１４３】
次に、第２実施形態に係る騒音低減装置４による第一の制御スピーカ１５及び第二の制御スピーカ２１の振幅及び位相の調整処理について説明する。
【０１４４】
図４４は、第２実施形態に係る騒音低減装置４による第一の制御音及び第二の制御音の振幅及び位相の調整処理の典型的な流れを示す図である。図４４に示すように、まず、騒音源１０の近くに第一の制御スピーカ１５と第二の制御スピーカ２１とが配置される（ステップＳＢ１）。
【０１４５】
ステップＳＢ１が行われると振幅／位相調整部６１は、第一の制御音の振幅及び位相と第二の制御音の振幅及び位相とを初期的に設定する（ステップＳＢ２）。ステップＳＢ２において振幅／位相調整部６１は、第一の制御音の振幅と第二の制御音の振幅とを騒音源１０の振幅に略一致するように第一の制御フィルタ１３の振幅特性と第二の制御フィルタ１９の振幅特性とを調整する。例えば、騒音源１０と第一の制御スピーカ１５と第二の制御スピーカ２１との各々に騒音計が設置され、騒音計各々により計測される騒音レベルが略一致するように第一の制御フィルタ１３の振幅変化量と第二の制御フィルタ１９の振幅変化量とが調整される。騒音源１０の騒音レベルが既知の場合、当該既知の値に第一の制御フィルタ１３の振幅変化量と第二の制御フィルタ１９の振幅変化量とが調整されても良い。なお、ステップＳＢ３以降において第一の制御音の振幅と第二の制御音の振幅とが厳密に調整されるので、ステップＳＢ２においては、第一の制御スピーカ１５及び第二の制御スピーカ２１からの制御音と騒音源１０からの騒音との音圧が干渉する程度に調整されれば良い。
【０１４６】
ステップＳＢ２が行われると振幅／位相調整部６１は、第一の制御スピーカ１５からの電流振幅が最大になるように、第一の制御スピーカ１５の位相と第二の制御スピーカ２１の位相とを調整する（ステップＳＢ３）。ステップＳＢ３において振幅／位相調整部６１は、参照信号取得器１１からの参照信号に基づいて第一の制御音の位相と第二の制御音の位相とを調整する。参照信号取得器１１からの参照信号としては、例えば、回転速度検出器により検出された、回転系の騒音源１０に搭載される回転翼の回転速度に関する信号である。騒音は、例えば、回転速度による主成分（例えば、１００Ｈｚ）やその倍調成分（例えば、２００Ｈｚ）等を含む。低減対象の成分毎に位相が調整される。例えば、主成分を低減対象とした場合、主成分の周波数に対して第一の制御スピーカ１５の位相が調整される。具体的には、振幅／位相調整部６１は、まず、第一の制御スピーカ１５の位相を０度から３６０度まで変化するように第一の制御フィルタ１３の位相変化量（移相量）を調整する。一方、振幅／位相調整部６１は、所定位相毎に第一の電流検出信号の電流振幅を監視し、電流振幅が最大値をとる位相を探索する。その後、振幅／位相調整部６１は、第一の制御音の位相が特定された位相に一致するように第一の制御フィルタ１３の位相変化量を調整する。第一の制御フィルタ１３の位相変化量は当該位相変化量に固定される。
【０１４７】
次に振幅／位相調整部６１は、第一の制御フィルタ１３の位相変化量の固定下において、同様に、第二の制御音の位相を０度から３６０度まで変化するように第二の制御フィルタ１９の位相変化量（移相量）を調整する。一方、振幅／位相調整部６１は、所定位相毎に第二の電流検出信号の電流振幅（パワースペクトル）を監視し、電流振幅が最大値をとる位相を探索する。その後、振幅／位相調整部６１は、特定された位相に第二の制御音の位相が一致するように第二の制御フィルタ１９の位相変化量を調整する。第二の制御フィルタ１９の位相変化量は当該位相変化量に固定される。
【０１４８】
ステップＳＢ３が行われると振幅／位相調整部６１は、騒音の音圧値が最適になるように第一の制御音の振幅と第二の制御音の振幅とを調整する（ステップＳＢ４）。ステップＳＢ４において振幅／位相調整部６１は、第一の制御スピーカ１５の位相と第二の制御スピーカ２１の位相との固定下において、周囲聴感又は騒音計で計測された音圧値を監視し、音圧値が最適になるように第一の制御フィルタ１３の振幅特性と第二の制御フィルタ１９の振幅特性とを調整する。例えば、音圧値が最小になるように第一の制御フィルタ１３の振幅特性と第二の制御フィルタ１９の振幅特性とを調整されると良い。これにより、第一の制御音の振幅及び位相が最終的に決定される。
【０１４９】
ステップＳＢ４が行われると振幅／位相調整部６１は、第二の制御スピーカ２１からの電流振幅が最大になるように第二の制御音の位相を調整する（ステップＳＢ５）。ステップＳＢ５において振幅／位相調整部６１は、参照信号取得器１１からの参照信号に基づいて第二の制御音の位相を調整する。具体的には、振幅／位相調整部６１は、まず、第二の制御音の位相を０度から３６０度まで変化するように第二の制御フィルタ１９の位相変化量（移相量）を調整する。一方、振幅／位相調整部６１は、所定位相毎に第二の電流検出信号の電流振幅を監視し、電流振幅が最大値をとる位相を探索する。その後、振幅／位相調整部６１は、最大値をとる位相に第二の制御音の位相（第一の制御音の位相に対する第二の制御音の位相）が一致するように第二の制御フィルタ１９の位相変化量を調整する。第二の制御フィルタ１９の位相変化量は、当該位相変化量に固定される。
【０１５０】
ステップＳＢ５が行われると振幅／位相調整部６１は、騒音の音圧値が最適になるように第二の制御音の振幅を調整する（ステップＳＢ６）。ステップＳＢ６において振幅／位相調整部６１は、第一の制御音の振幅及び位相と第二の制御音の位相との固定下において、周囲聴感又は騒音計で計測された音圧値を監視し、音圧値が最適になるように第二の制御フィルタ１９の振幅特性を調整する。例えば、音圧値が最小になるように第二の制御フィルタ１９の振幅特性が調整されると良い。これにより、第二の制御音の振幅及び位相が最終的に決定される。
【０１５１】
ステップＳＢ６が行われると、第２実施形態に係る騒音低減装置４による第一の制御音及び第二の制御音の振幅及び位相の調整が終了する。
【０１５２】
なお、上記の調整処理は、種々の変更が可能である。例えば、ステップＳＢ３及びステップＳＢ５において参照信号取得器１１は、回転系騒音源１０の回転翼の回転速度又は回転周波数以外に、駆動電流信号を参照信号として検出しても良い。駆動電流信号の初期位相に対して第一の制御音及び第二の制御音の位相を調整することが可能である。また、参照信号取得器１１は、騒音計からの音圧信号を参照信号として検出しても良い。音圧信号の初期位相に対して第一の制御音及び第二の制御音の位相を調整することが可能である。
【０１５３】
上記の通り、第２実施形態に係る騒音低減装置は、第一の制御スピーカ１５、第一の電流検出器１７、第二の制御スピーカ２１、第二の電流検出器２３及び処理回路２５を有する。第一の制御スピーカ１５は、騒音源からの騒音を低減するための第一の制御音を発生する。第一の電流検出器１７は、騒音源からの騒音を受けて第一の制御スピーカから流れる第一の電流を検出する。第二の制御スピーカ２１は、第一の制御スピーカとは異なる位置に設けられ、騒音源からの騒音を低減するための第二の制御音を発生する。第二の電流検出器２３は、騒音源からの騒音を受けて第二の制御スピーカから流れる第二の電流を検出する。処理回路２５は、第一の電流と第二の電流とが所定の条件を満たすように第一の制御音と第二の制御音とを調整する。より詳細には、処理回路２５の振幅／位相調整部３５は、参照信号に基づいて第一の制御音の振幅及び位相と第二の制御音の振幅及び位相とを初期的に設定し、第一の電流の電流振幅が略最大値をとるように第一の制御音の振幅及び位相を決定し、第一の制御音の振幅及び位相の固定の下、第二の電流の電流振幅が略最大値をとるように第二の制御音の振幅及び位相を決定する。
【０１５４】
上記の構成により、第２実施形態に係る騒音低減装置４は、総合電流振幅を用いず、逆起電流を直接的に用いることにより、第一の制御音の振幅及び位相と第二の制御音の振幅及び位相とを決定することができる。総合電流振幅を用いないことにより、重み係数βを決定する必要もないため、重み係数βの設定間違いに起因する騒音低減効果の低下も防止することができる。
【０１５５】
次に、第２実施形態に係る騒音低減装置４による騒音低減制御の制御効果ついて検証する。まず、各種予測計算条件の下に計算された第一の制御音の位相と第二の制御音の位相とについて説明する。
【０１５６】
図４５は、第２−１−１の予測計算条件を示す図である。図４５に示すように、第一の騒音源Ｐ１と第一の制御音源Ｓ１との間の距離ｄは０．３ｍ、第一の制御音源Ｓ１と第一の制御音源との間の距離Ｌｓは０．２ｍ、第一の制御音源Ｓ１と第二の制御音源Ｓ２との間のｄ方向のずれ量ｈは０．０ｍ、第一の騒音源Ｐ１と第二の騒音源Ｐ２との間の距離Ｌｐは０．２ｍ。第一の騒音源Ｐ１の初期位相は０度、第二の騒音源Ｐ２の初期位相は１８０度に設定された。なお、実運用において初期位相は未知であるが、ここでは検証用に設定されたものとする。なお、以下の説明において第一の騒音源Ｐ１の位相は、第一の騒音源Ｐ１から発せられた時点の騒音の位相を指し、第二の騒音源Ｐ２から発せられた時点の騒音の位相を指す。
【０１５７】
図４６は、図４５に示す第２−１−１の予測計算条件のもとに計算された第一の制御音源及び第二の制御音源の電流パワースペクトルの分布を示す図である。図４６の左図は、第一の制御音源の電流パワースペクトルの分布を示し、図４６の右図は、第二の制御音源の電流パワースペクトルの分布を示す。図４６の各分布の縦軸は第一の制御音源に対する第二の制御音源の位相差θＳ２Ｓ１［ｄｅｇ］に規定され、横軸は第一の騒音源に対する第一の制御音源の位相差θＰ１Ｓ１［ｄｅｇ］に規定される。図４６の分布に重畳された矢印は位相の探索軌跡の一例である。
【０１５８】
図４６の左図に示すように、まず、第一の制御音源の電流振幅が最大となる位相及び振幅が決定される。第２−１−１の予測計算条件においては、第一の騒音源に対する第一の制御音源の位相は１８０度に決定される。次に、図４６の右図に示すように、第二の制御音源の電流振幅が最大となる位相及び振幅が決定される。第２−１−１の予測計算条件においては、第一の制御音源に対する第二の制御音源の位相は０度に決定される。逆位相の関係にある第一の騒音源及び第二の騒音源の位相（第一の騒音源の位相、第二の騒音源の位相）＝（０、１８０）に対して、逆位相である第一の制御音源及び第二の制御音源の位相（第一の制御音源の位相、第二の制御音源の位相）＝（１８０、０）に決定される。
【０１５９】
図４７は、第２−１−２の予測計算条件を示す図である。図４７に示すように、距離ｄは０．３ｍ、距離Ｌｓは０．２ｍ、ずれ量ｈは０．０ｍ、距離Ｌｐは０．８ｍ。第一の騒音源の初期位相は０度、第二の騒音源の初期位相は１８０度に設定された。
【０１６０】
図４８は、図４７に示す第２−１−２の予測計算条件のもとに計算された第一の制御音源及び第二の制御音源の電流パワースペクトルの分布を示す図である。図４８の左図に示すように、第一の騒音源に対する第一の制御音源の位相は１８０度に決定され、図４８の右図に示すように、第一の制御音源に対する第二の制御音源の位相は１８０度に決定される。（第一の騒音源の位相、第二の騒音源の位相）＝（０、１８０）に対して、（第一の制御音源の位相、第二の制御音源の位相）＝（１８０、１８０）に決定される。第二の騒音源が干渉距離から離れているため、第一の制御音源及び第二の制御音源からは、第一の騒音源及び第二の騒音源が１個の０度の騒音源と見做されているためである。
【０１６１】
図４９は、第２−１−３の予測計算条件を示す図である。図４９に示すように、距離ｄは０．３ｍ、距離Ｌｓは０．２ｍ、ずれ量ｈは０．２ｍ、距離Ｌｐは０．８ｍ。第一の騒音源の初期位相は０度、第二の騒音源の初期位相は１８０度に設定された。なお、ずれ量ｈに関し、騒音源Ｐ１及びＰ２に近づく方向は−方向に規定され、遠ざかる方向は＋方向に規定される。
【０１６２】
図５０は、図４９に示す第２−１−３の予測計算条件のもとに計算された第一の制御音源及び第二の制御音源の電流パワースペクトルの分布を示す図である。図５０の左図に示すように、第一の騒音源に対する第一の制御音源の位相は１８０度に決定され、図５０の右図に示すように、第一の制御音源に対する第二の制御音源の位相は１８０度に決定される。（第一の騒音源の位相、第二の騒音源の位相）＝（０、１８０）に対して、（第一の制御音源の位相、第二の制御音源の位相）＝（１８０、１８０）に決定される。第二の騒音源が干渉距離から離れているため、第一の制御音源及び第二の制御音源からは、第一の騒音源及び第二の騒音源が１個の０度の騒音源と見做されているためである。
【０１６３】
図５１は、第２−１−４の予測計算条件を示す図である。図５１に示すように、距離ｄは０．３ｍ、距離Ｌｓは０．２ｍ、ずれ量ｈは０．８ｍ、距離Ｌｐは０．８ｍ。第一の騒音源の初期位相は０度、第二の騒音源の初期位相は１８０度に設定された。
【０１６４】
図５２は、図５１に示す第２−１−４の予測計算条件のもとに計算された第一の制御音源及び第二の制御音源の電流パワースペクトルの分布を示す図である。図５２の左図に示すように、第一の騒音源に対する第一の制御音源の位相は１８０度に決定され、図５２の右図に示すように、第一の制御音源に対する第二の制御音源の位相は０度に決定される。（第一の騒音源の位相、第二の騒音源の位相）＝（０、１８０）に対して、（第一の制御音源の位相、第二の制御音源の位相）＝（１８０、０）に決定される。第二の騒音源が干渉距離から離れ且つ第二の制御音源も第一の騒音源及び第二の騒音源から離れているため、第一の制御音源からは第一の騒音源及び第二の騒音源が１個の０度の騒音源と見做され、且つ第二の制御音源は干渉に寄与しなくなるためである。
【０１６５】
図５３は、第２−１−５の予測計算条件を示す図である。図５３に示すように、距離ｄは０．３ｍ、距離Ｌｓは０．２ｍ、ずれ量ｈは−０．２ｍ、距離Ｌｐは０．２ｍ。第一の騒音源の初期位相は０度、第二の騒音源の初期位相は１８０度に設定された。
【０１６６】
図５４は、図５３に示す第２−１−５の予測計算条件のもとに計算された第一の制御音源及び第二の制御音源の電流パワースペクトルの分布を示す図である。図５４の左図に示すように、第一の騒音源に対する第一の制御音源の位相は１８０度に決定され、図５４の右図に示すように、第一の制御音源に対する第二の制御音源の位相は０度に決定される。すなわち、（第一の騒音源の位相、第二の騒音源の位相）＝（０、１８０）に対して、（第一の制御音源の位相、第二の制御音源の位相）＝（１８０、０）に決定される。第二の制御音源が第一の騒音源及び第二の騒音源に近く、干渉し易いためである。
【０１６７】
図５５は、第２−１−６の予測計算条件を示す図である。図５５に示すように、距離ｄは０．３ｍ、距離Ｌｓは０．２ｍ、ずれ量ｈは０．０ｍ、距離Ｌｐは０．２ｍ。第一の騒音源の初期位相は０度、第二の騒音源の初期位相は０度に設定された。
【０１６８】
図５６は、図５５に示す第２−１−６の予測計算条件のもとに計算された第一の制御音源及び第二の制御音源の電流パワースペクトルの分布を示す図である。図５６の左図に示すように、第一の騒音源に対する第一の制御音源の位相は１８０度に決定され、図５６の右図に示すように、第一の制御音源に対する第二の制御音源の位相は１８０度に決定される。すなわち、（第一の騒音源の位相、第二の騒音源の位相）＝（０、０）に対して、（第一の制御音源の位相、第二の制御音源の位相）＝（１８０、１８０）に決定される。
【０１６９】
図５７は、第２−１−７の予測計算条件を示す図である。図５７に示すように、距離ｄは０．３ｍ、距離Ｌｓは０．２ｍ、ずれ量ｈは０．０ｍ、距離Ｌｐは０．８ｍ。第一の騒音源の初期位相は０度、第二の騒音源の初期位相は０度に設定された。
【０１７０】
図５８は、図５７に示す第２−１−７の予測計算条件のもとに計算された第一の制御音源及び第二の制御音源の電流パワースペクトルの分布を示す図である。図５８の左図に示すように、第一の騒音源に対する第一の制御音源の位相は１８０度に決定され、図５８の右図に示すように、第一の制御音源に対する第二の制御音源の位相は１８０度に決定される。すなわち、（第一の騒音源の位相、第二の騒音源の位相）＝（０、０）に対して、（第一の制御音源の位相、第二の制御音源の位相）＝（１８０、１８０）に決定される。第二の騒音源は干渉距離から離れているため第二の騒音源の影響はない。第一の制御音源及び第二の制御音源からは第一の騒音源及び第二の騒音源が１個の０度の騒音源と見做されるためである。
【０１７１】
図５９は、第２−１−８の予測計算条件を示す図である。図５９に示すように、距離ｄは０．３ｍ、距離Ｌｓは０．２ｍ、ずれ量ｈは０．２ｍ、距離Ｌｐは０．２ｍ。第一の騒音源の初期位相は０度、第二の騒音源の初期位相は０度に設定された。
【０１７２】
図６０は、図５９に示す第２−１−８の予測計算条件のもとに計算された第一の制御音源及び第二の制御音源の電流パワースペクトルの分布を示す図である。図６０の左図に示すように、第一の騒音源に対する第一の制御音源の位相は１８０度に決定され、図６０の右図に示すように、第一の制御音源に対する第二の制御音源の位相は１８０度に決定される。すなわち、（第一の騒音源の位相、第二の騒音源の位相）＝（０、０）に対して、（第一の制御音源の位相、第二の制御音源の位相）＝（１８０、１８０）に決定される。第二の騒音源は干渉距離から離れているため、第一の制御音源及び第二の制御音源は第一の騒音源及び第二の騒音源が１個の０度の騒音源と見做されるためである。
【０１７３】
図６１は、第２−１−９の予測計算条件を示す図である。図６１に示すように、距離ｄは０．３ｍ、距離Ｌｓは０．２ｍ、ずれ量ｈは０．２ｍ、距離Ｌｐは０．８ｍ。第一の騒音源の初期位相は０度、第二の騒音源の初期位相は０度に設定された。
【０１７４】
図６２は、図６１に示す第２−１−９の予測計算条件のもとに計算された第一の制御音源及び第二の制御音源の電流パワースペクトルの分布を示す図である。図６２の左図に示すように、第一の騒音源に対する第一の制御音源の位相は１８０度に決定され、図６２の右図に示すように、第一の制御音源に対する第二の制御音源の位相は０度に決定される。すなわち、（第一の騒音源の位相、第二の騒音源の位相）＝（０、０）に対して、（第一の制御音源の位相、第二の制御音源の位相）＝（１８０、０）に決定される。第二の騒音源は干渉距離から離れているため、第一の制御音源及び第二の制御音源は第一の騒音源及び第二の騒音源が１個の０度の騒音源と見做され、更に第二の制御音源も第一の制御音源から離れているため干渉劣化するためである。
【０１７５】
図６３は、第２−１−１０の予測計算条件を示す図である。図６３に示すように、距離ｄは０．３ｍ、距離Ｌｓは０．２ｍ、ずれ量ｈは０．８ｍ、距離Ｌｐは０．８ｍ。第一の騒音源の初期位相は０度、第二の騒音源の初期位相は０度に設定された。
【０１７６】
図６４は、図６３に示す第２−１−１０の予測計算条件のもとに計算された第一の制御音源及び第二の制御音源の電流パワースペクトルの分布を示す図である。図６４の左図に示すように、第一の騒音源に対する第一の制御音源の位相は１８０度に決定され、図６４の右図に示すように、第一の制御音源に対する第二の制御音源の位相は０度に決定される。すなわち、（第一の騒音源の位相、第二の騒音源の位相）＝（０、０）に対して、（第一の制御音源の位相、第二の制御音源の位相）＝（１８０、０）に決定される。第二の騒音源は干渉距離から離れ第二の制御音源も離れているため、第一の制御音源からは第一の騒音源及び第二の騒音源が１個の０度の騒音源と見做され、更に第二の制御音源も第一の制御音源から離れているため干渉に寄与しなくなるためである。
【０１７７】
図６５は、第２−１−１１の予測計算条件を示す図である。図６５に示すように、距離ｄは０．３ｍ、距離Ｌｓは０．２ｍ、ずれ量ｈは−０．２ｍ、距離Ｌｐは０．２ｍ。第一の騒音源の初期位相は０度、第二の騒音源の初期位相は０度に設定された。
【０１７８】
図６６は、図６５に示す第２−１−１１の予測計算条件のもとに計算された第一の制御音源及び第二の制御音源の電流パワースペクトルの分布を示す図である。図６６の左図に示すように、第一の騒音源に対する第一の制御音源の位相は１８０度に決定され、図６６の右図に示すように、第一の制御音源に対する第二の制御音源の位相は１８０度に決定される。すなわち、（第一の騒音源の位相、第二の騒音源の位相）＝（０、０）に対して、（第一の制御音源の位相、第二の制御音源の位相）＝（１８０、１８０）に決定される。第二の制御音源が第一の騒音源及び第二の騒音源に近く干渉し易いためである。
【０１７９】
図６７は、第２−１−１２の予測計算条件を示す図である。図６７に示すように、距離ｄは０．３ｍ、距離Ｌｓは０．２ｍ、ずれ量ｈは０．０ｍ、距離Ｌｐは０．２ｍ。第一の騒音源の初期位相は０度、第二の騒音源の初期位相は９０度に設定された。
【０１８０】
図６８は、図６７に示す第２−１−１２の予測計算条件のもとに計算された第一の制御音源及び第二の制御音源の電流パワースペクトルの分布を示す図である。図６８の左図に示すように、第一の騒音源に対する第一の制御音源の位相は１８０度に決定され、第一の制御音源に対する第二の制御音源の位相は２４０度に決定される。図６８の右図に示すように、第一の制御音源に対する第二の制御音源の位相が更に調整され、９０度に決定され、２４０度＋９０度＝２７０度に決定される。すなわち、互いに９０度ずれた（第一の騒音源の位相、第二の騒音源の位相）＝（０、９０）に対して、（第一の制御音源の位相、第二の制御音源の位相）＝（１８０、２７０）に決定される。
【０１８１】
図６９は、第２−１−１３の予測計算条件を示す図である。図６９に示すように、距離ｄは０．３ｍ、距離Ｌｓは０．２ｍ、ずれ量ｈは０．０ｍ、距離Ｌｐは０．８ｍ。第一の騒音源の初期位相は０度、第二の騒音源の初期位相は９０度に設定された。
【０１８２】
図７０は、図６９に示す第２−１−１３の予測計算条件のもとに計算された第一の制御音源及び第二の制御音源の電流パワースペクトルの分布を示す図である。図７０の左図に示すように、第一の騒音源に対する第一の制御音源の位相は１８０度に決定され、図７０の右図に示すように、第一の制御音源に対する第二の制御音源の位相は０度に決定される。すなわち、（第一の騒音源の位相、第二の騒音源の位相）＝（０、９０）に対して、（第一の制御音源の位相、第二の制御音源の位相）＝（１８０、１８０）に決定される。第二の騒音源が干渉距離から離れるため第二の騒音源は第一の制御音源及び第二の制御音源に影響を与えないためである。
【０１８３】
次に、各種予測計算条件の下に距離Ｌｐを変化させた場合における電流パワースペクトルの分布の変化について説明する。
【０１８４】
図７１は、第２−２−１の予測計算条件のもとに計算された電流パワースペクトルの分布の変化を示す図である。第２−２−１の予測計算条件は、距離ｄが０．３ｍ、距離Ｌｓが０．２ｍ、ずれ量ｈが０．０ｍ、第一の騒音源の初期位相が０度、第二の騒音源の初期位相が１８０度、騒音の周波数が２００Ｈｚである。
【０１８５】
図７１の上段は第一の制御音源の電流パワースペクトルの分布を示し、下段は第二の制御音源の電流パワースペクトルの分布を示す。図７１に示すように、Ｌｐが０．４ｍから０．６ｍへ変化する間において第二の制御音源に関する電流パワースペクトルの最大値をとる位相差（第一の制御音源に対する第二の制御音源の位相差）が１８０度から０度に変化することが分かる。これは、第一の騒音源が第一の制御音源及び第二の制御音源から離れることに伴い第二の騒音源が第一の制御音源及び第二の制御音源に影響を与えないためである。
【０１８６】
図７２は、第２−２−２の予測計算条件のもとに計算された電流パワースペクトルの分布の変化を示す図である。第２−２−２の予測計算条件は、距離ｄが０．３ｍ、距離Ｌｓが０．２ｍ、ずれ量ｈが０．２ｍ、第一の騒音源の初期位相が０度、第二の騒音源の初期位相が１８０度、騒音の周波数が２００Ｈｚである。
【０１８７】
図７２に示すように、Ｌｐが０．４ｍから０．６ｍへ変化する間において第二の制御音源に関する電流パワースペクトルの最大値をとる位相差（第一の制御音源に対する第二の制御音源の位相差）が１８０度から０度に変化することが分かる。これは、第一の騒音源が第一の制御音源及び第二の制御音源から離れることに伴い第二の騒音源が第一の制御音源及び第二の制御音源に影響を与えないためである。
【０１８８】
図７３は、第２−２−３の予測計算条件のもとに計算された電流パワースペクトルの分布の変化を示す図である。第２−２−３の予測計算条件は、距離ｄが０．３ｍ、距離Ｌｓが０．２ｍ、ずれ量ｈが０．８ｍ、第一の騒音源の初期位相が０度、第二の騒音源の初期位相が１８０度、騒音の周波数が２００Ｈｚである。
【０１８９】
図７３に示すように、Ｌｐが変化しても第二の制御音源に関する電流パワースペクトルの最大値をとる位相差（第一の制御音源に対する第二の制御音源の位相差）が１８０度で一定であることが分かる。これは、第二の制御音源が第一の制御音源から離れており干渉に寄与しないためである。
【０１９０】
図７４は、第２−２−４の予測計算条件のもとに計算された電流パワースペクトルの分布の変化を示す図である。第２−２−４の予測計算条件は、距離ｄが０．３ｍ、距離Ｌｓが０．２ｍ、ずれ量ｈが−０．２ｍ、第一の騒音源の初期位相が０度、第二の騒音源の初期位相が１８０度、騒音の周波数が２００Ｈｚである。
【０１９１】
図７４に示すように、Ｌｐが０．４ｍから０．６ｍへ変化する間において第二の制御音源に関する電流パワースペクトルの最大値をとる位相差（第一の制御音源に対する第二の制御音源の位相差）が１８０度から０度に変化することが分かる。これは、第一の騒音源が第一の制御音源及び第二の制御音源から離れることに伴い第二の騒音源が第一の制御音源及び第二の制御音源に影響を与えないためである。
【０１９２】
図７５は、第２−２−５の予測計算条件のもとに計算された電流パワースペクトルの分布の変化を示す図である。第２−２−５の予測計算条件は、距離ｄが０．３ｍ、距離Ｌｓが０．２ｍ、ずれ量ｈが０．０ｍ、第一の騒音源の初期位相が０度、第二の騒音源の初期位相が０度、騒音の周波数が２００Ｈｚである。
【０１９３】
図７５に示すように、Ｌｐが変化しても第二の制御音源に関する電流パワースペクトルの最大値をとる位相差（第一の制御音源に対する第二の制御音源の位相差）が０度で一定であることが分かる。
【０１９４】
図７６は、第２−２−６の予測計算条件のもとに計算された電流パワースペクトルの分布の変化を示す図である。第２−２−６の予測計算条件は、距離ｄが０．３ｍ、距離Ｌｓが０．２ｍ、ずれ量ｈが０．２ｍ、第一の騒音源の初期位相が０度、第二の騒音源の初期位相が０度、騒音の周波数が２００Ｈｚである。
【０１９５】
図７６に示すように、Ｌｐが０．６ｍから０．８ｍへ変化する間において第二の制御音源に関する電流パワースペクトルの最大値をとる位相差（第一の制御音源に対する第二の制御音源の位相差）が１８０度から０度に変化することが分かる。これは、第一の騒音源が第一の制御音源及び第二の制御音源から離れることに伴い第二の騒音源が第一の制御音源及び第二の制御音源に影響を与えないためである。
【０１９６】
図７７は、第２−２−７の予測計算条件のもとに計算された電流パワースペクトルの分布の変化を示す図である。第２−２−７の予測計算条件は、距離ｄが０．３ｍ、距離Ｌｓが０．２ｍ、ずれ量ｈが０．８ｍ、第一の騒音源の初期位相が０度、第二の騒音源の初期位相が０度、騒音の周波数が２００Ｈｚである。
【０１９７】
図７７に示すように、Ｌｐが変化しても第二の制御音源に関する電流パワースペクトルの最大値をとる位相差（第一の制御音源に対する第二の制御音源の位相差）が１８０度で一定であることが分かる。
【０１９８】
図７８は、第２−２−８の予測計算条件のもとに計算された電流パワースペクトルの分布の変化を示す図である。第２−２−８の予測計算条件は、距離ｄが０．３ｍ、距離Ｌｓが０．２ｍ、ずれ量ｈが−０．２ｍ、第一の騒音源の初期位相が０度、第二の騒音源の初期位相が０度、騒音の周波数が２００Ｈｚである。
【０１９９】
図７８に示すように、Ｌｐが変化しても第二の制御音源に関する電流パワースペクトルの最大値をとる位相差（第一の制御音源に対する第二の制御音源の位相差）が０度で一定であることが分かる。
【０２００】
図７９は、第２−２−９の予測計算条件のもとに計算された電流パワースペクトルの分布の変化を示す図である。第２−２−９の予測計算条件は、距離ｄが０．３ｍ、距離Ｌｓが０．２ｍ、ずれ量ｈが０．０ｍ、第一の騒音源の初期位相が０度、第二の騒音源の初期位相が９０度、騒音の周波数が２００Ｈｚである。
【０２０１】
図７９に示すように、Ｌｐが長くなるにつれて第一の制御音源に関する電流パワースペクトルの最大値をとる位相差（第一の制御音源に対する第二の制御音源の位相差）が２４０度から１８０度に変化し、第二の制御音源に関する電流パワースペクトルの最大値をとる位相差（第一の制御音源に対する第二の制御音源の位相差）が６０度から０度に変化する。これは、第二の騒音源が遠ざかるにつれて第二の騒音源が第一の制御音源及び第二の制御音源に対して影響しなくなるためである。
【０２０２】
上記の通り、第２実施形態によれば、未知の騒音指向性に対して第一の制御音及び第二の制御音の合成制御音の指向性が自動的に追従するように第一の制御音及び第二の制御音各々の位相が適切に設定されることが分かる。
【０２０３】
上記の少なくとも１の実施形態において騒音低減装置は、２系統のスピーカ系列を装備するものとした。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。すなわち、本実施形態に係る騒音低減装置は。３系統以上のスピーカ系列を装備しても良い。制御スピーカの個数を増やすほど音響パワー低減効果が向上すると考えられる。回転系騒音源の場合、複数の制御スピーカは、回転中心を中心とする同一円周上に均等間隔に配置されると良い。
【０２０４】
かくして、上記の少なくとも１の実施形態によれば、未知の指向特性を有する騒音に対する騒音低減制御の効果を向上可能な騒音低減装置を提供することが可能になる。
【０２０５】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０２０６】
１、２、２−ｍ、３、４…騒音低減装置、１０…騒音源、１１…参照信号取得器、１３…第一の制御フィルタ、１５…第一の制御スピーカ、１７…第一の電流検出器、１９…第二の制御フィルタ、２１…第二の制御スピーカ、２３…第二の電流検出器、２５…処理回路、２７…表示機器、２９…入力機器、３１…記憶装置、３３…総合電流振幅算出部、３５…振幅／位相調整部、３７…無指向性フィルタ、３９…指向性フィルタ、４１…処理回路、４３…スピーカ間微調整部、４５…評価値算出部、５１…音響放射面、５３…防風治具、５３−１…第一の防風治具、５３−２…第二の防風治具、６１…位相調整部、１００…騒音低減システム
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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【図７０】
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【図７１】
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【図７２】
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【図７３】
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【図７４】
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【図７５】
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【図７６】
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【図７７】
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【図７８】
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【図７９】
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