(57)【要約】【課題】騒音の周波数に適した能動騒音制御をすることができる能動騒音制御装置及び能動騒音制御方法を提供する。【解決手段】能動騒音制御装置１は、参照マイク２と、第１制御音を出力する第１スピーカ５と、第２制御音を出力する第２スピーカ６と、ＤＳＰデバイス７とを備える。ＤＳＰデバイスは、制御音源ごとに構成されたフィルタを用いて第１スピーカ５及び第２スピーカ６の制御音を制御するステレオ制御と、１つのフィルタを用いて第１スピーカ５及び第２スピーカ６の制御音の少なくとも一方を制御するモノラル制御とを、参照マイクの検出信号の周波数に応じて切り替える。【選択図】図１
2019015953.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象者が聴き取る騒音を、制御音を用いて低減させる能動騒音制御装置であって、
騒音源からの騒音を検出する参照マイクと、
前記対象者の右耳へ向けて第１制御音を出力する第１制御音源と、
前記対象者の左耳へ向けて第２制御音を出力する第２制御音源と、
前記参照マイクの検出信号に基づいて前記第１制御音源及び前記第２制御音源を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、制御音源ごとに構成されたフィルタを用いて前記第１制御音源及び前記第２制御音源の制御音を制御するステレオ制御と、１つのフィルタを用いて前記第１制御音源及び前記第２制御音源の制御音の少なくとも一方を制御するモノラル制御とを、前記参照マイクの検出信号の周波数に応じて切り替える、
能動騒音制御装置。
【請求項２】
前記フィルタは固定フィルタである、請求項１に記載の能動騒音制御装置。
【請求項３】
前記対象者の耳元に配置された第１誤差マイク及び第２誤差マイクをさらに備え、
前記制御部は、前記参照マイクの検出信号と前記第１誤差マイクの検出信号と前記第２誤差マイクの検出信号とに基づいて、適応アルゴリズムによって前記フィルタのフィルタ係数を調整する、請求項１に記載の能動騒音制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記参照マイクの検出信号の周波数が所定閾値以上の周波数の場合には前記ステレオ制御を実行し、前記参照マイクの検出信号の周波数が前記所定閾値未満の周波数の場合には前記モノラル制御を実行する、請求項１〜３の何れか一項に記載の能動騒音制御装置。
【請求項５】
前記所定閾値は、前記第１制御音源から前記対象者の右耳までの誤差経路に対する前記第２制御音源から前記対象者の右耳までの誤差経路の位相遅れが９０°以下となる周波数である、請求項４に記載の能動騒音制御装置。
【請求項６】
前記所定閾値は、前記第１制御音源から前記対象者の右耳までの誤差経路に対する前記第２制御音源から前記対象者の右耳までの誤差経路の位相遅れが３０°となる周波数である、請求項４に記載の能動騒音制御装置。
【請求項７】
前記騒音はいびき音である、請求項１〜６の何れか一項に記載の能動騒音制御装置。
【請求項８】
対象者が聴き取る騒音を、第１制御音源及び第２制御音源の制御音を用いて低減させる能動騒音制御方法であって、
騒音源からの騒音を検出する参照マイクの検出信号及び制御音源ごとのフィルタに基づいて前記第１制御音源及び前記第２制御音源の制御音を制御する第１制御ステップと、
前記参照マイクの検出信号及び１つのフィルタに基づいて前記第１制御音源及び前記第２制御音源の制御音の少なくとも一方を制御する第２制御ステップと、
を有し、
前記第１制御ステップ及び前記第２制御ステップは、前記参照マイクの検出信号の周波数に応じて何れか一方が実行される、
能動騒音制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、能動騒音制御装置及び能動騒音制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の騒音制御装置及び騒音制御方法として、制御音を出力する音源を用意し、出力した制御音を騒音に干渉させることで制御点での騒音を低減させるアクティブ・ノイズ・コントロール（ＡＮＣ：Active  Noise  Control）を行う装置及び方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
特許文献１には、隣の人のいびき音などを対象者の耳元位置で小さくするために、騒音を検出する参照マイクと、椅子のヘッドレスト部に設けられた２つのスピーカ及び２つの誤差マイクとを備え、フィードフォワード型の能動騒音制御を行う装置が開示されている。この装置は、２つのスピーカを用いてステレオ音を出力する、いわゆる２チャンネルの装置（ステレオ制御）である。また、低周波のみの騒音を対象とする装置として、参照マイクと、椅子のヘッドレスト部に設けられた１つのスピーカ及び１つの誤差マイクとを備え、フィードフォワード型の能動騒音制御を行う装置も開示されている。この装置は、１つのスピーカを用いてモノラル音を出力する、いわゆる１チャンネルの装置（モノラル制御）である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１９０３８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１記載の２チャンネルの装置は、両耳それぞれに対して最適な制御音を出力するので高い減音効果を期待できるものの、クロストークを考慮して能動騒音制御を行う必要がある。例えば、右耳用のスピーカから出力された制御音を左耳用の誤差マイクが拾うことを考慮する必要がある。クロストークを考慮した場合、騒音の周波数域によっては騒音よりも大きな制御音が必要となり、周囲へ与える影響が大きいという課題がある。また、制御音が大きくなるにつれて、天井や床からの反射音などが無視できなくなる。このように、２チャンネルの装置は、騒音の種類によっては周囲環境への影響が大きく、減音効果も期待できないおそれがある。
【０００６】
これに対して、特許文献１記載の１チャンネルの装置は、クロストークを考慮する必要がないため制御が容易であるものの、かなり低い周波数の騒音のみにしか対応できない。このため、１チャンネルの装置は、騒音の種類によっては減音効果を期待できないおそれがある。
【０００７】
そこで、本発明は、騒音の周波数に適した能動騒音制御をすることができる能動騒音制御装置及び能動騒音制御方法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】
すなわち本発明に係る能動騒音制御装置は、対象者が聴き取る騒音を、制御音を用いて低減させる能動騒音制御装置であって、騒音源からの騒音を検出する参照マイクと、対象者の右耳へ向けて第１制御音を出力する第１制御音源と、対象者の左耳へ向けて第２制御音を出力する第２制御音源と、参照マイクの検出信号に基づいて第１制御音源及び第２制御音源を制御する制御部と、を備え、制御部は、制御音源ごとに構成されたフィルタを用いて第１制御音源及び第２制御音源の制御音を制御するステレオ制御と、１つのフィルタを用いて第１制御音源及び第２制御音源の制御音の少なくとも一方を制御するモノラル制御とを、参照マイクの検出信号の周波数に応じて切り替える。
【０００９】
この能動騒音制御装置には、参照マイク、第１制御音源及び第２制御音源が備わっており、２チャンネルの構成である。制御部により、制御音源ごとに構成されたフィルタを用いて第１制御音源及び第２制御音源の制御音を制御する２チャンネルの制御（ステレオ制御）が行われる。また、制御部により、２チャンネルの構成上において１チャンネルの制御（モノラル制御）が行われる。より具体的には、制御部により、１つのフィルタを用いて第１制御音源及び第２制御音源の制御音の少なくとも一方が制御される。このため、装置構成を変更することなく、参照マイクの検出信号の周波数に応じてステレオ制御とモノラル制御とを切り替えることができる。騒音の周波数に応じて制御の切り替えることにより、騒音の周波数に適した能動騒音制御をすることができる。
【００１０】
フィルタは固定フィルタであってもよい。固定フィルタのパラメータは、測定用の騒音源と対象者の耳元に配置された誤差マイクとを用いて、能動騒音制御前に予め決定される。固定フィルタを用いることで、能動騒音制御時において対象者の耳元に誤差マイクを配置する必要がなくなる。このため、能動騒音装置の構成を簡素化することができる。また、測定用の騒音源は実際の騒音を出力する必要がないため、低周波数から高周波数まで広帯域の波数を用いてフィルタのパラメータを同定することができる。このため、１つの帯域のフィルタのパラメータをより正確に決定することができる。さらに、パラメータを動的に変更する場合と比べて、フィルタ長を長く設定することが可能であるとともに、制御の不安定さを回避することができる。
【００１１】
能動騒音制御装置は、対象者の耳元に配置された第１誤差マイク及び第２誤差マイクをさらに備え、制御部は、参照マイクの検出信号と第１誤差マイクの検出信号と第２誤差マイクの検出信号とに基づいて、適応アルゴリズムによってフィルタのフィルタ係数を調整してもよい。この場合、固定フィルタを用いる場合と比べて、騒音の変化に追従することができる。
【００１２】
制御部は、参照マイクの検出信号の周波数が所定閾値以上の周波数の場合には、ステレオ制御を実行し、参照マイクの検出信号の周波数が所定閾値未満の周波数の場合にはモノラル制御を実行してもよい。これにより、それぞれが減音効果を発揮しやすい周波数域でステレオ制御又はモノラル制御を行うことができるので、高い減音効果を安定して発揮することができる。
【００１３】
所定閾値は、第１制御音源から対象者の右耳までの誤差経路に対する第２制御音源から対象者の右耳までの誤差経路の位相遅れが９０°以下となる周波数であってもよい。この場合、ステレオ制御とモノラル制御とをそれぞれが減音効果を適切に発揮できるように切り替えることができる。
【００１４】
所定閾値は、第１制御音源から対象者の右耳までの誤差経路に対する第２制御音源から対象者の右耳までの誤差経路の位相遅れが３０°となる周波数であってもよい。この場合、ステレオ制御の制御音が騒音よりも大きくなることを回避することができる。
【００１５】
騒音はいびき音であってもよい。いびき音は低周波数域が主体であるため、ステレオ制御とモノラル制御とを切り替えることで減音効果を最大化することができる。
【００１６】
本発明に係る能動騒音制御方法は、対象者が聴き取る騒音を、第１制御音源及び第２制御音源の制御音を用いて低減させる能動騒音制御方法であって、騒音源からの騒音を検出する参照マイクの検出信号及び制御音源ごとのフィルタに基づいて第１制御音源及び第２制御音源の制御音を制御する第１制御ステップと、参照マイクの検出信号及び１つのフィルタに基づいて第１制御音源及び第２制御音源の制御音の少なくとも一方を制御する第２制御ステップと、を有し、第１制御ステップ及び第２制御ステップは、参照マイクの検出信号の周波数に応じて何れか一方が実行される。この方法によれば、上述した装置と同様の効果を奏する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、騒音の周波数に適した能動騒音制御をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る能動騒音制御装置の概要図である。
【図２】２チャンネルの能動騒音制御の概念を説明するブロック図である。
【図３】２チャンネルの能動騒音制御の座標系を説明する図である。
【図４】２チャンネルの能動騒音制御における制御音源と誤差マイクとの間の伝達関数の逆数のグラフである。
【図５】周波数と相対音圧レベルとの関係を、いびき音と話し声とで比較したグラフである。
【図６】図１中の能動騒音制御装置が備える第１制御部を示すブロック図である。
【図７】図１中の能動騒音制御装置が備える第２制御部を示すブロック図である。
【図８】制御音源の配置位置を説明する図である。
【図９】能動騒音制御における制御音源と誤差マイクとの間の伝達関数の逆数のグラフである。
【図１０】図１中の能動騒音制御装置が備える第１制御部の他の例を示すブロック図である。
【図１１】図１中の能動騒音制御装置が備える第２制御部の他の例を示すブロック図である。
【図１２】１チャンネルと２チャンネルの能動騒音制御装置の減音効果を比較したグラフである。
【図１３】固定フィルタを用いた能動騒音制御装置の実施例である。
【図１４】騒音の周波数及び騒音スピーカの横位置と減音効果との関係を示すグラフである。
【図１５】騒音の周波数及び騒音スピーカの縦位置と減音効果との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２０】
本実施形態に係る能動騒音制御装置は、騒音に対して制御音を出力し位相干渉させてキャンセルする、いわゆるアクティブ・ノイズ・コントロールを行う能動騒音制御装置である。
【００２１】
［能動騒音制御装置の構成］
最初に、本実施形態に係る能動騒音制御装置の構成について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る能動騒音制御装置の概要図である。図１に示されるように、能動騒音制御装置１は、例えば、医療施設における他床室において患者ＨＭ１（対象者の一例）の音環境を改善するために用いられる。医療施設においては、一般的に就寝時間が決められており、眠りにくさに影響を与える音環境を排除することが望まれている。他床室における騒音の１つは他の患者ＨＭ２のいびき音である。いびき音は音量が大きく、ブラウンノイズによるマスキングでは十分な効果を得ることができない。また、他床室であるが故に、壁などで区画することによるパッシブな遮音も困難である。このため、能動騒音制御装置１は、患者ＨＭ１が聴き取るいびき音を、制御音を用いて患者ＨＭ１の耳元で低減させる場合に好適に採用することができる。能動騒音制御装置１が減音の目標とする位置は、患者ＨＭ１の両耳に対応する第１制御点Ｐ１及び第２制御点Ｐ２である。
【００２２】
能動騒音制御装置１は、参照マイク２、第１誤差マイク３、第２誤差マイク４、第１スピーカ５（第１制御音源の一例）、第２スピーカ６（第２制御音源の一例）、及び、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）デバイス７（制御部の一例）を備えている。ＤＳＰとは、例えば、デジタル信号処理を高速に行うことができるアプリケーションプロセッサであり、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、アクセラレータ、Ａ／Ｄ（Analog/Digital）変換回路、Ｄ／Ａ（Digital/Analog）変換回路、信号増幅回路、ハウリング抑制回路などを有している。参照マイク２、第１誤差マイク３、第２誤差マイク４、第１スピーカ５及び第２スピーカ６は、ＤＳＰデバイス７と通信可能に接続されている。
【００２３】
参照マイク２、第１誤差マイク３及び第２誤差マイク４は、音を検出して電気的な信号に変換する検出器である。参照マイク２は、騒音源からの騒音を検出する。参照マイク２は、騒音源である他の患者ＨＭ２の近傍に配置される。参照マイク２は、騒音である他の患者ＨＭ２のいびき音を検出し、いびき音に応じたアナログ信号（騒音信号）をＤＳＰデバイス７へ出力する。第１誤差マイク３及び第２誤差マイク４は、対象者である患者ＨＭ１の耳元に配置される。第１誤差マイク３は右耳用であり、第２誤差マイク４は左耳用である。
【００２４】
第１スピーカ５及び第２スピーカ６は、制御音を出力する音源である。第１スピーカ５及び第２スピーカ６は、ＤＳＰデバイス７の信号に応じた制御音を出力する。第１スピーカ５は、対象者の右耳（第１制御点Ｐ１）へ向けて第１制御音を出力する。第２スピーカ６は、対象者の左耳（第２制御点Ｐ２）へ向けて第２制御音を出力する。第１スピーカ５及び第２スピーカ６の配置の詳細については後述する。
【００２５】
第１誤差マイク３は、第１制御点Ｐ１における音を検出し、検出された音に応じたアナログ信号（第１誤差信号）をＤＳＰデバイス７へ出力する。第１誤差マイク３は、他の患者ＨＭ２と患者ＨＭ１の左耳の位置（第１制御点Ｐ１）との間の経路である第１伝達経路Ｄ１を伝搬して到来した騒音と、第１スピーカ５と患者ＨＭ１（第１制御点Ｐ１）との間の経路である第３伝達経路Ｄ３を伝搬して到来した第１制御音と、第２スピーカ６と患者ＨＭ１（第１制御点Ｐ１）との間の経路である第６伝達経路Ｄ６を伝搬して到来した第２制御音と、を検出する。
【００２６】
第２誤差マイク４は、第２制御点Ｐ２における音を検出し、検出された音に応じたアナログ信号（第２誤差信号）をＤＳＰデバイス７へ出力する。第２誤差マイク４は、他の患者ＨＭ２と患者ＨＭ１の右耳の位置（第２制御点Ｐ２）との間の経路である第２伝達経路Ｄ２を伝搬して到来した騒音と、第２スピーカ６と患者ＨＭ１（第２制御点Ｐ２）との間の経路である第４伝達経路Ｄ４を伝搬して到来した第２制御音と、第１スピーカ５と患者ＨＭ１（第２制御点Ｐ２）との間の経路である第５伝達経路Ｄ５を伝搬して到来した第１制御音と、を検出する。
【００２７】
ＤＳＰデバイス７は、能動騒音制御装置１の動作を統括する電子機器である。ＤＳＰデバイス７は、騒音信号、第１誤差信号及び第２誤差信号に基づいて、第１スピーカ５及び第２スピーカ６から出力される第１制御音及び第２制御音を制御する。例えば、ＤＳＰデバイス７は、騒音信号、第１誤差信号及び第２誤差信号に基づいて第１制御点Ｐ１及び第２制御点Ｐ２における騒音信号を予測する。そして、ＤＳＰデバイス７は、予測した騒音信号の逆位相の信号を生成し、第１スピーカ５及び第２スピーカ６へ出力する。これにより、第１制御点Ｐ１及び第２制御点Ｐ２において、制御音と騒音とが干渉して減音効果が奏される。
【００２８】
ＤＳＰデバイス７は、参照マイク２の検出信号の周波数に応じて能動騒音制御を変更する（切り替える）機能を有する。より具体的には、ＤＳＰデバイス７は、１チャンネルの能動騒音制御（モノラル制御）と、２チャンネルの能動騒音制御（ステレオ制御）とを動作可能な構成を有しており、騒音の周波数に応じて何れか一方を適用する。ＤＳＰデバイス７は、それぞれが減音効果を発揮しやすい周波数域でステレオ制御又はモノラル制御を行うように動作する。
【００２９】
［２チャンネルの能動騒音制御］
２チャンネルの能動騒音制御は、参照マイク２、第１誤差マイク３及び第２誤差マイク４のそれぞれの検出信号に基づいてスピーカごとにフィルタを構成し、参照マイク２の検出信号及びスピーカごとのフィルタに基づいて第１制御音及び第２制御音を制御する。フィルタとは、設定されたフィルタ係数に基づいて入力信号に対して信号処理を行って、出力信号を生成するものであり、例えばＦＩＲ（Finite  Impulse  Response）フィルタが用いられる。
【００３０】
２チャンネルの能動騒音制御が減音効果を発揮しやすい周波数域を説明するために、２チャンネルの能動騒音制御の概念を説明する。図２は、２チャンネルの能動騒音制御の概念を説明するブロック図である。図２では、便宜上、第１誤差マイク３及び第２誤差マイク４を左側に図示している。第１スピーカ５が患者ＨＭ１の右耳に対して第１制御音を出力したとき、左耳にも第１制御音が到来する。第２スピーカ６が患者ＨＭ１の右耳に対して第２制御音を出力したとき、左耳にも第２制御音が到来する。このようなクロストークを考慮すると、４つの経路に対応する音場特性Ｃ（Ｃ２２（ｊω），Ｃ１２（ｊω），Ｃ２１（ｊω），Ｃ１１（ｊω））と、それらに対応するフィルタＨ（Ｈ１１（ｊω），Ｈ１２（ｊω），Ｈ２１（ｊω），Ｈ２２（ｊω））とが行列の形となる。第１誤差マイク３及び第２誤差マイク４がそれぞれ右耳及び左耳での音に略等しいとすると、フィルタＨは、音場特性Ｃの逆行列となる。
【数１】
2019015953.tif 000003
図３は、２チャンネルの能動騒音制御の座標系を説明する図である。図３に示されるように、数式（１）におけるΔｒは両耳の距離間隔、θは顔正面を基準としたスピーカの傾き角である。
【００３１】
図４は、２チャンネルの能動騒音制御における制御音源と誤差マイクとの間の伝達関数の逆数のグラフである。図４は、数式（１）をグラフ化したものである。横軸は周波数［Ｈｚ］であり、縦軸は音のレベル［ｄＢ］である。図４に示されるように、伝達関数は大きく振動した複雑な形状となる。このため、周波数に応じてピークを追従するように能動騒音制御を行う必要があるため、複雑な処理となる。さらに、ピーク時において音のレベルが大きくなり、周囲環境に悪影響を与えるとともに反射音が大きくなり、結果として制御点での減音効果が損なわれるおそれがある。
【００３２】
このため、２チャンネルの能動騒音制御は、伝達関数の逆数がピークを持たない領域に限定することが好ましい。つまり、２チャンネルの能動騒音制御が減音効果を発揮しやすい周波数域は、最も周波数の低いピークよりも低い周波数域（第１周波数域Ａ１）である。２チャンネルの能動騒音制御は、一例として５００［Ｈｚ］以下において効果的となる。図５は、周波数と相対音圧レベルとの関係を、いびき音と話し声とで比較したグラフである。横軸が周波数［Ｈｚ］、縦軸が相対音圧レベル［ｄＢ］である。図５に示されるように、他床室で特に懸念されているいびき音は、話し声と比較して、低周波数域の音が支配的である。つまり、２チャンネルの能動騒音制御を５００［Ｈｚ］以下に限定したとしても、いびき音については効果的に減音されることが期待される。
【００３３】
一方、図４に示されるように、第１周波数域において、周波数が低くなるほど音のレベルが一次関数的に増加する。そして、音のレベルが０［ｄＢ］を超える領域（第２周波数領域Ａ２）が存在する。つまり、２チャンネルの能動騒音制御は、第２周波数領域Ａ２において周囲環境に悪影響を与えるおそれがある。第２周波数領域Ａ２は、一例として１００［Ｈｚ］以下の低周波域である。
【００３４】
［１チャンネルの能動騒音制御］
１チャンネルの能動騒音制御は、クロストークを考慮する必要がないため、制御音源と誤差マイクとの間の伝達関数が行列とはならず、その逆数も定数となる。つまり、どの周波数帯域においても伝達関数の逆数が定数になることから、２チャンネルの能動騒音制御で説明したような制限は存在しない。しかし、１チャンネルの能動騒音制御は、２チャンネルの能動騒音制御と比較すると、複数の制御点を持たないため、両耳それぞれに異なる音を出力することができない。そして、高周波数の制御音になるほど波長が短くなるので制御音でカバーできる制御領域が短くなる。このため、１チャンネルの能動騒音制御は、両耳をカバーできる程度に低周波数域で動作させる必要がある。
【００３５】
［能動騒音制御の組み合わせ］
上述したとおり、２チャンネルの能動騒音制御は、第１周波数域Ａ１で動作させることで、好適な減音効果を得ることができる。しかし、２チャンネルの能動騒音制御は、第２周波数領域Ａ２において、音レベルが０［ｄＢ］を超えた値となる。上述したとおり、１チャンネルの能動騒音制御は、低周波になるほど波長が長くなることから、低周波数域での動作に向いており、制御も簡易である。このため、参照マイク２の検出信号の周波数に応じて２チャンネルの能動騒音制御と１チャンネルの能動騒音制御とを使い分けることにより、減音効果を最大化させることができる。
【００３６】
［ＤＳＰデバイスの詳細］
以下、２チャンネルの能動騒音制御と１チャンネルの能動騒音制御とを１つの装置で実現するＤＳＰデバイス７の詳細について説明する。ＤＳＰデバイス７は、２チャンネルの能動騒音制御用の第１制御部８（図６）と、１チャンネルの能動騒音制御用の第２制御部９（図７）とを備える。図６は、図１中の能動騒音制御装置が備える第１制御部を示すブロック図である。図７は、図１中の能動騒音制御装置が備える第２制御部を示すブロック図である。つまり、図６及び図７において、参照マイク２、第１誤差マイク３、第２誤差マイク４、第１スピーカ５及び第２スピーカ６は同一（共通して使用されるもの）である。
【００３７】
最初に、２チャンネルの能動騒音制御用の第１制御部８を説明する。図６に示されるように、第１制御部８は、参照マイク２、第１誤差マイク３及び第２誤差マイク４のそれぞれの信号に基づいて、スピーカ（第１スピーカ５，第２スピーカ６）ごとにフィルタ（第１制御フィルタＷ１，第２制御フィルタＷ２）を構成し、参照マイク２の信号及びスピーカごとのフィルタに基づいて第１制御音及び第２制御音を制御する。以下詳細を説明する。
【００３８】
第１制御部８は、第１スピーカ５の第１制御音を制御するための第１制御フィルタＷ１を備えている。第１制御フィルタＷ１は、適応アルゴリズムによってフィルタ係数が自動的に調整されて更新される構成とされている。適応アルゴリズムとして、例えばＬＭＳ（Least  Mean  Square  algorithm）が用いられる。
【００３９】
騒音信号ｘ（ｔ）は、音場特性を同定したフィルタＣ１２によって信号処理される。フィルタＣ１２は、第１スピーカ５と第２誤差マイク４との間の伝達経路の特性を示すフィルタである。このフィルタＣ１２は予め周知の手法で同定される。続いて、ＬＭＳが、フィルタＣ１２により信号処理された騒音信号ｘ（ｔ）と第２誤差マイク４の誤差信号ｅ２（ｔ）との差が最小になるように第１制御フィルタＷ１のフィルタ係数を調整する。並行して、騒音信号ｘ（ｔ）は、音場特性を同定したフィルタＣ１１によって信号処理される。フィルタＣ１１は、第１スピーカ５と第１誤差マイク３との間の伝達経路の特性を示すフィルタである。このフィルタＣ１１は予め周知の手法で同定される。続いて、ＬＭＳが、フィルタＣ１１により信号処理された騒音信号ｘ（ｔ）と第１誤差マイク３の誤差信号ｅ１（ｔ）との差が最小になるように第１制御フィルタＷ１のフィルタ係数を調整する。調整された第１制御フィルタＷ１は、騒音信号ｘ（ｔ）を信号処理することにより、制御信号ｙ１（ｔ）を出力する。第１スピーカ５は、制御信号ｙ１（ｔ）に基づいて、第１制御音を出力する。
【００４０】
第１制御部８は、第２スピーカ６の第２制御音を制御するための第２制御フィルタＷ２を備えている。第２制御フィルタＷ２は、適応アルゴリズムによってフィルタ係数が自動的に調整されて更新される構成とされている。適応アルゴリズムとして、例えばＬＭＳが用いられる。
【００４１】
騒音信号ｘ（ｔ）は、音場特性を同定したフィルタＣ２２によって信号処理される。フィルタＣ２２は、第２スピーカ６と第２誤差マイク４との間の伝達経路の特性を示すフィルタである。このフィルタＣ２２は予め周知の手法で同定される。続いて、ＬＭＳが、フィルタＣ２２により信号処理された騒音信号ｘ（ｔ）と第２誤差マイク４の誤差信号ｅ２（ｔ）との差が最小になるように第２制御フィルタＷ２のフィルタ係数を調整する。並行して、騒音信号ｘ（ｔ）が、音場特性を同定したフィルタＣ２１によって信号処理される。フィルタＣ２１は、第２スピーカ６と第１誤差マイク３との間の伝達経路の特性を示すフィルタである。このフィルタＣ２１は予め周知の手法で同定される。続いて、ＬＭＳが、フィルタＣ２１により信号処理された騒音信号ｘ（ｔ）と第１誤差マイク３の誤差信号ｅ１（ｔ）との差が最小になるように第２制御フィルタＷ２のフィルタ係数を調整する。調整された第２制御フィルタＷ２は、騒音信号ｘ（ｔ）を信号処理することにより、制御信号ｙ２（ｔ）を出力する。第２スピーカ６は、制御信号ｙ２（ｔ）に基づいて、第２制御音を出力する。
【００４２】
第１スピーカ５及び第２スピーカ６には、第２制御部９が接続されている。
【００４３】
次に、１チャンネルの能動騒音制御用の第２制御部９を説明する。図７に示されるように、第２制御部９は、第１誤差マイク３の誤差信号ｅ１（ｔ）と第２誤差マイク４の誤差信号ｅ２（ｔ）とを加算した加算信号ｅ（ｔ）と、騒音信号ｘ（ｔ）とに基づいて、第１スピーカ５及び第２スピーカ６に共通のフィルタ（共通制御フィルタＷＬ）を構成し、騒音信号ｘ（ｔ）と共通のフィルタによって出力される信号を第１スピーカ５及び第２スピーカ６に分岐させて、第１制御音及び第２制御音を制御する。以下詳細を説明する。
【００４４】
第２制御部９は、第１制御音及び第２制御音を制御するための共通制御フィルタＷＬを備えている。共通制御フィルタＷＬは、適応アルゴリズムによってフィルタ係数が自動的に調整されて更新される構成とされている。適応アルゴリズムとして、例えばＬＭＳが用いられる。
【００４５】
騒音信号ｘ（ｔ）は、音場特性を同定したフィルタＣＬによって信号処理される。フィルタＣＬは、第１スピーカ５と第１誤差マイク３との間の伝達経路の特性を示すフィルタである。なお、第２スピーカ６と第２誤差マイク４との間の伝達経路の特性は、第１スピーカ５と第１誤差マイク３との間の伝達経路の特性と同一として取り扱う。続いて、ＬＭＳが、フィルタＣＬにより信号処理された騒音信号ｘ（ｔ）と加算信号ｅ（ｔ）との差が最小になるように共通制御フィルタＷＬのフィルタ係数を調整する。調整された共通制御フィルタＷＬは、騒音信号ｘ（ｔ）を信号処理することにより、制御信号ｙ（ｔ）を出力する。制御信号ｙ（ｔ）は、制御信号ｙ１（ｔ）及び制御信号ｙ２（ｔ）に分岐される。制御信号ｙ１（ｔ）及び制御信号ｙ２（ｔ）は、制御信号ｙ（ｔ）を等分した信号である。第１スピーカ５は、制御信号ｙ１（ｔ）に基づいて、第１制御音を出力する。第２スピーカ６は、制御信号ｙ２（ｔ）に基づいて、第２制御音を出力する。このように、２つのスピーカから１つのスピーカの半分の音レベルの制御音（第１制御音及び第２制御音）が同位相で出力される。
【００４６】
第１スピーカ５及び第２スピーカ６には、第１制御部８が接続されている。
【００４７】
ＤＳＰデバイス７は、第１制御部８及び第２制御部９の動作を切り替えるためのフィルタを備える。フィルタは、第１制御部８が動作すべき周波数域の信号を第１制御部８へ振り分け、第２制御部９が動作すべき周波数域の信号を第２制御部９へ振り分ける。一例として、フィルタは、第１誤差マイク３及び第２誤差マイク４の出力側に設けられてもよいが、これに限定されない。
【００４８】
［制御音源の配置位置］
続いて第１スピーカ５と第２スピーカ６との配置位置について一例を説明する。図８は、制御音源の配置位置を説明する図である。図８に示されるように、第１スピーカ５及び第２スピーカ６は、患者ＨＭ１の軸線（２つの誤差マイクの中点）を中心として対称に配置される。第１スピーカ５及び第２スピーカ６の向きによって規定される開き角をθとすると、低周波数域での減音効果を考慮してθ＝１８０°にしてもよい。
【００４９】
［能動騒音制御の切り替えのための閾値］
ＤＳＰデバイス７は、フィルタを用いて、参照マイク２の検出信号の周波数が所定閾値以上の周波数で第１制御部８を動作させ、参照マイク２の検出信号の周波数が所定閾値未満の周波数で第２制御部９を動作させてもよい。
【００５０】
所定閾値は、適宜設定することができる。以下では所定閾値の一例を説明する。図９は、能動騒音制御における制御音源と誤差マイクとの間の伝達関数の逆数のグラフである。横軸は周波数［Ｈｚ］であり、縦軸は音のレベル［ｄＢ］である。図９に示されるように、所定閾値は、制御音源と誤差マイクとの間の伝達関数の逆数が第１周波数域Ａ１において０［ｄＢ］と等しくなる周波数（切替周波数ＳＨ３）である。一例として、所定閾値は、第１スピーカ５から第１誤差マイク３までの誤差経路に対する第２スピーカ６から第１誤差マイク３までの誤差経路の位相遅れが３０°となる周波数である。言い換えれば、所定閾値は、第２スピーカ６から第２誤差マイク４までの誤差経路に対する第１スピーカ５から第２誤差マイク４までの誤差経路の位相遅れが３０°となる周波数である。
【００５１】
つまり、参照マイク２の検出信号の周波数が切替周波数ＳＨ３以上の周波数域（周波数域Ｆ２）で第１制御部８が動作して２チャンネルの能動騒音制御が実行され、参照マイク２の検出信号の周波数が切替周波数ＳＨ３未満の周波数域（周波数域Ｆ１）で第２制御部９が動作して１チャンネルの能動騒音制御が行われる。
【００５２】
なお、所定閾値は、切替周波数ＳＨ３に限定されるものではない。例えば、所定閾値は、周波数域Ｆ１に出現する極値ＳＨ２以下の周波数を適宜設定すればよい。極値ＳＨ２は、一例として、第１スピーカ５から第１誤差マイク３までの誤差経路に対する第２スピーカ６から第１誤差マイク３までの誤差経路の位相遅れが９０°となる周波数である。言い換えれば、極値ＳＨ２は、第２スピーカ６から第２誤差マイク４までの誤差経路に対する第１スピーカ５から第２誤差マイク４までの誤差経路の位相遅れが９０°となる周波数である。
【００５３】
また、ＤＳＰデバイス７は、参照マイク２の検出信号の周波数が上限周波数ＳＨ１以上のときには２チャンネルの能動騒音制御を終了させてもよい。上限周波数ＳＨ１は、一例として、第１スピーカ５から第１誤差マイク３までの誤差経路に対する第２スピーカ６から第１誤差マイク３までの誤差経路の位相遅れが１５０°となる周波数である。言い換えれば、上限周波数ＳＨ１は、第２スピーカ６から第２誤差マイク４までの誤差経路に対する第１スピーカ５から第２誤差マイク４までの誤差経路の位相遅れが１５０°となる周波数である。
【００５４】
［能動騒音制御方法］
上述した第１制御部８及び第２制御部９を動作させることにより、能動騒音制御方法が実行される。第１制御部８は、上述のとおり、参照マイク２、第１誤差マイク３及び第２誤差マイク４のそれぞれの検出信号に基づいてスピーカごとにフィルタを構成し、参照マイク２の検出信号及びスピーカごとのフィルタに基づいて第１制御音及び第２制御音を制御する（第１制御ステップの一例）。第２制御部９は、上述のとおり、第１誤差マイク３の誤差信号ｅ１（ｔ）と第２誤差マイク４の誤差信号ｅ２（ｔ）とを加算した加算信号ｅ（ｔ）と、騒音信号ｘ（ｔ）とに基づいて、第１スピーカ５及び第２スピーカ６に共通のフィルタ（共通制御フィルタＷＬ）を構成し、騒音信号ｘ（ｔ）と共通のフィルタによって出力される信号を第１スピーカ５及び第２スピーカ６に分岐させて、第１制御音及び第２制御音を制御する（第２制御ステップの一例）。第１制御ステップ及び第２制御ステップは、参照マイクの検出信号の周波数に応じて何れか一方が実行される。
【００５５】
［実施形態のまとめ］
以上、本実施形態に係る能動騒音制御装置１及び能動騒音制御方法では、第１制御部８により、２チャンネルの制御（ステレオ制御）が行われる。また、第２制御部９により、２チャンネルの構成上において１チャンネルの制御（モノラル制御）が行われる。このため、装置構成を変更することなく、参照マイク２の検出信号の周波数に応じてステレオ制御とモノラル制御とを切り替えることができる。騒音の周波数に応じて制御の切り替えることにより、騒音の周波数に適した能動騒音制御をすることができる。
【００５６】
また、本実施形態に係る能動騒音制御装置１及び能動騒音制御方法によれば、騒音が切替周波数ＳＨ３以上の高周波数域である場合にはステレオ制御を行い、騒音が切替周波数ＳＨ３未満の低周波数域である場合にはモノラル制御を行うことができる。これにより、それぞれが減音効果を発揮しやすい周波数域でステレオ制御又はモノラル制御を行うことができるので、高い減音効果を安定して発揮することができる。
【００５７】
なお、上述した実施形態は本発明に係る能動騒音制御装置及び能動騒音制御方法の一例を示すものである。本発明に係る能動騒音制御装置及び能動騒音制御方法は、実施形態に係る能動騒音制御装置及び能動騒音制御方法に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で、実施形態に係る能動騒音制御装置及び能動騒音制御方法を変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。
【００５８】
例えば、上述した実施形態の第１制御部８及び第２制御部９は、図６及び図７に記載された内容に限定されず、周知の２チャンネル能動騒音制御及び周知の１チャンネル能動騒音制御を採用することができる。
【００５９】
以下、１チャンネル能動騒音制御の具体的な他の構成を説明する。第２制御部９は、第１誤差マイク３の検出信号及び第２誤差マイクの検出信号の何れか一方の検出信号と、参照マイク２の検出信号とに基づいて１つのフィルタを構成してもよい。そして、第２制御部９は、参照マイク２の検出信号を１つのフィルタで処理し、処理された信号に基づいて第１制御音及び第２制御音の少なくとも一方を制御してもよい。例えば、第２制御部９は、１チャンネル能動騒音制御を、第１誤差マイク３及び第２誤差マイク４の何れか一方だけを用いて行ってもよい。この場合、第２制御部９は、第１スピーカ５及び第２スピーカ６に共通のフィルタ（共通制御フィルタＷＬ）を、第１誤差マイク３の検出信号及び第２誤差マイク４の検出信号の少なくとも一方の検出信号と、参照マイク２の検出信号とに基づいて構成する。あるいは、第２制御部９は、１チャンネル能動騒音制御を、第１スピーカ５及び第２スピーカ６の何れか一方だけを用いて行ってもよい。この場合、第２制御部９は、第１誤差マイク３の検出信号及び第２誤差マイクの検出信号の何れか一方の検出信号と参照マイクの検出信号とを用いて１つのフィルタを構成し、参照マイク２の検出信号を１つのフィルタで処理し、処理された信号を第１スピーカ５及び第２スピーカ６の少なくとも一方に出力してもよい。
【００６０】
このように、１チャンネル能動騒音制御は、実施形態として示された２つのスピーカと２つの誤差マイクとで実現する態様に限定されず、２つのスピーカと１つの誤差マイクとで実現する態様、１つのスピーカと２つの誤差マイクとで実現する態様、１つのスピーカと１つの誤差マイクとで実現する態様の何れの態様であってもよい。
【００６１】
また、上述した周知の２チャンネル能動騒音制御及び周知の１チャンネル能動騒音制御には、実施例に記載されたように常にリアルタイムで適応フィルタのフィルタ係数を更新しならが能動騒音制御をする場合のみならず、フィルタ係数の調整がある程度完了した後にフィルタ係数の調整を中断して能動騒音制御をする場合や、適応フィルタに替えて固定フィルタを採用して能動騒音制御をする場合も当然に含まれる。固定フィルタとは、フィルタ係数が予め調整された値で固定設定されたフィルタである。
【００６２】
以下、固定フィルタを用いて２チャンネル能動騒音制御及び１チャンネル能動騒音制御を行う場合を例示する。図１０は、図１中の能動騒音制御装置が備える第１制御部の他の例を示すブロック図である。図１１は、図１中の能動騒音制御装置が備える第２制御部の他の例を示すブロック図である。図１０及び図１１において、参照マイク２、第１スピーカ５及び第２スピーカ６は同一（共通して使用されるもの）である。
【００６３】
最初に、２チャンネルの能動騒音制御用の第１制御部８Ａを説明する。図１０に示されるように、第１制御部８Ａは、参照マイク２の信号と、スピーカ（第１スピーカ５，第２スピーカ６）ごとのフィルタ（第１制御フィルタＷ１，第２制御フィルタＷ２）とに基づいて第１制御音及び第２制御音を制御する。以下詳細を説明する。
【００６４】
第１制御部８Ａは、第１スピーカ５の第１制御音を制御するための第１制御フィルタＷ１を備えている。第１制御フィルタＷ１は、固定フィルタである。第１制御フィルタＷ１のフィルタ係数は、能動騒音制御の実行前において調整され、固定される。例えば、測定用騒音源及び測定用誤差マイクを用意し、測定用騒音源から出力された騒音と制御音とを測定用誤差マイクで計測し、騒音が小さくなるように第１制御フィルタＷ１のフィルタ係数が調整される。調整された第１制御フィルタＷ１は、騒音信号ｘ（ｔ）を信号処理することにより、制御信号ｙ１（ｔ）を出力する。第１スピーカ５は、制御信号ｙ１（ｔ）に基づいて、第１制御音を出力する。
【００６５】
第１制御部８Ａは、第２スピーカ６の第２制御音を制御するための第２制御フィルタＷ２を備えている。第２制御フィルタＷ２は、固定フィルタである。第２制御フィルタＷ２のフィルタ係数は、能動騒音制御の実行前において調整され、固定される。例えば、測定用騒音源及び測定用誤差マイクを用意し、測定用騒音源から出力された騒音と制御音とを測定用誤差マイクで計測し、騒音が小さくなるように第２制御フィルタＷ２のフィルタ係数が調整される。調整された第２制御フィルタＷ２は、騒音信号ｘ（ｔ）を信号処理することにより、制御信号ｙ２（ｔ）を出力する。第２スピーカ６は、制御信号ｙ２（ｔ）に基づいて、第２制御音を出力する。
【００６６】
第１スピーカ５及び第２スピーカ６には、第２制御部９Ａが接続されている。
【００６７】
次に、１チャンネルの能動騒音制御用の第２制御部９Ａを説明する。図１１に示されるように、第２制御部９Ａは、参照マイク２の信号と、１つのフィルタ（共通制御フィルタＷＬ）とに基づいて第１制御音及び第２制御音を制御する。より具体的には、第２制御部９Ａは、騒音信号ｘ（ｔ）を共通制御フィルタＷＬで処理し、共通制御フィルタＷＬで処理された信号を第１スピーカ５及び第２スピーカ６に分岐させて、第１制御音及び第２制御音を制御する。以下詳細を説明する。
【００６８】
第２制御部９Ａは、第１制御音及び第２制御音を制御するための共通制御フィルタＷＬを備えている。共通制御フィルタＷＬは、固定フィルタである。共通制御フィルタＷＬのフィルタ係数は、能動騒音制御の実行前において調整され、固定される。例えば、測定用騒音源及び測定用誤差マイクを用意し、測定用騒音源から出力された騒音と制御音とを測定用誤差マイクで計測し、騒音が小さくなるように共通制御フィルタＷＬのフィルタ係数が調整される。調整された共通制御フィルタＷＬは、騒音信号ｘ（ｔ）を信号処理することにより、制御信号ｙ（ｔ）を出力する。制御信号ｙ（ｔ）は、制御信号ｙ１（ｔ）及び制御信号ｙ２（ｔ）に分岐される。制御信号ｙ１（ｔ）及び制御信号ｙ２（ｔ）は、制御信号ｙ（ｔ）を等分した信号である。第１スピーカ５は、制御信号ｙ１（ｔ）に基づいて、第１制御音を出力する。第２スピーカ６は、制御信号ｙ２（ｔ）に基づいて、第２制御音を出力する。このように、２つのスピーカから１つのスピーカの半分の音レベルの制御音（第１制御音及び第２制御音）が同位相で出力される。
【００６９】
第１スピーカ５及び第２スピーカ６には、第１制御部８Ａが接続されている。
【００７０】
ＤＳＰデバイス７は、第１制御部８Ａ及び第２制御部９Ａの動作を切り替えるためのフィルタを備える。フィルタは、第１制御部８Ａが動作すべき周波数域の信号を第１制御部８Ａへ振り分け、第２制御部９Ａが動作すべき周波数域の信号を第２制御部９Ａへ振り分ける。一例として、フィルタは、参照マイク２の出力側に設けられてもよいが、これに限定されない。能動騒音制御の切り替えのための閾値は、適用フィルタで説明された閾値と同一とすることができる。なお、固定フィルタを用いた能動騒音制御装置においては第１誤差マイク３が不要であるため、適用フィルタにおける閾値の説明において、第１誤差マイク３を患者ＨＭ１の右耳へ読み替えてもよい。例えば、固定フィルタを用いた能動騒音制御においては、閾値は、第１スピーカ５から患者ＨＭ１の右耳までの誤差経路に対する第２スピーカ６から患者ＨＭ１の右耳までの誤差経路の位相遅れが９０°以下となる周波数であってもよい。低周波においては患者ＨＭ１の左右の耳は対称であるとみなすことができるため、上述した閾値は、左耳に対する位相遅れを用いて表現しなおすこともできる。つまり、閾値は、第２スピーカ６から患者ＨＭ１の左耳までの誤差経路に対する第１スピーカ５から患者ＨＭ１の左耳までの誤差経路の位相遅れが９０°以下となる周波数であってもよい。
【００７１】
以上、固定フィルタを採用した場合、適応フィルタを採用した場合と比較して、以下の利点がある。能動騒音制御時において対象者の耳元に誤差マイクを配置する必要がなくなる。このため、能動騒音装置の構成を簡素化することができる。また、測定用の騒音源は実際の騒音を出力する必要がないため、低周波数から高周波数まで広帯域の波数を用いてフィルタのパラメータを同定することができる。このため、１つの帯域のフィルタのパラメータをより正確に決定することができる。さらに、パラメータを動的に変更する場合と比べて、フィルタ長を長く設定することが可能であるとともに、制御の不安定さを回避することができる。
【００７２】
固定フィルタを用いて２チャンネル能動騒音制御及び１チャンネル能動騒音制御を行う例は、図１０及び図１１に示される例に限定されない。例えば、第１制御部８Ａ用のスピーカ２つ、第２制御部９Ａ用のスピーカ２つの合計４つのスピーカを備えてもよい。また、第２制御部９Ａは、第２制御部９と同様に、共通制御フィルタＷＬを用いて第１スピーカ５及び第２スピーカ６の制御音の少なくとも一方を制御してもよい。
【００７３】
また、第１制御部８及び第２制御部９（又は第１制御部８Ａ及び第２制御部９Ａ）は、ＤＳＰデバイス７の内部において別々に存在する必要はなく、１つの制御部として構成されていてもよいことは無論のことである。つまり、第１制御部８及び第２制御部９（又は第１制御部８Ａ及び第２制御部９Ａ）の制御系を構成するハードウェアは、１つであってもよいし、分離されていてもよい。
【００７４】
適用フィルタ及び固定フィルタの何れを採用する場合においても、２チャンネル能動騒音制御を１チャンネル能動騒音制御へ切り替える場合、第１制御フィルタＷ１及び第２制御フィルタＷ２の何れか一方を共通制御フィルタＷＬとして使用してもよい。
【００７５】
能動騒音制御装置において用いられるフィルタは、適用フィルタ及び固定フィルタが混在していてもよい。つまり、能動騒音制御装置は、騒音が切替周波数以上の高周波数域である場合には適用フィルタによるステレオ制御を行い、騒音が切替周波数未満の低周波数域である場合には固定フィルタによるモノラル制御を行うこともできる。あるいは、能動騒音制御装置は、騒音が切替周波数以上の高周波数域である場合には固定フィルタによるステレオ制御を行い、騒音が切替周波数未満の低周波数域である場合には適応フィルタによるモノラル制御を行うこともできる。
【実施例】
【００７６】
以下、上記効果を説明すべく本発明者が実施した実施例について述べる。
【００７７】
図６及び図７に示す能動騒音制御装置を用いて、１チャンネル及び２チャンネルの減音効果を確認した。図１２は、１チャンネル及び２チャンネルの能動騒音制御装置の減音効果を比較したグラフである。横軸は周波数［Ｈｚ］であり、縦軸は減音された音のレベル［ｄＢ］である。図１２に示されるように、周波数１００［Ｈｚ］程度よりも低い周波数域では、２チャンネルの能動騒音制御よりも、１チャンネルの能動騒音制御の方が減音効果に優れていることが確認された。これにより、１チャンネルと２チャンネルとを切り替えることによって減音効果が最大化されることが確認された。
【００７８】
次に、固定フィルタを用いた能動騒音制御装置の効果を確認した。図１３は、固定フィルタを用いた能動騒音制御装置の実施例である。図１３に示されるように、騒音源として騒音スピーカ１０を患者ＨＭ１の側方に設置した。騒音スピーカ１０と患者ＨＭ１との距離は２．５ｍとした。騒音スピーカ１０の近傍に参照マイク２を配置して、ＤＳＰデバイス７に接続した。制御音源として、４０Ｈｚ〜１ｋＨｚの周波数の音を出力する第１スピーカ５及び第２スピーカを用意し、ＤＳＰデバイス７に接続した。第１スピーカ５及び第２スピーカを、傾き角θ（図３参照）が９０°、開き角（図８参照）が１８０°となるように、患者ＨＭ１の両耳側方に配置した。患者ＨＭ１の両耳の距離間隔Δｒ（図３参照）は３０ｃｍとした。ＤＳＰデバイス７には、第１スピーカ５の固定フィルタ、第２スピーカ６の固定フィルタ、第１スピーカ５及び第２スピーカ６に共通の固定フィルタをそれぞれ格納させ、第１制御部８Ａ及び第２制御部９Ａの機能を発揮できるように構成した。
【００７９】
最初に、固定フィルタのフィルタ係数を決定した。まず、２チャンネル用に、第１制御フィルタＷ１と第２制御フィルタＷ２とのフィルタ係数を確定した。測定用誤差マイクを用意して患者ＨＭ１の右耳（第１制御点Ｐ１）の音を計測できるように配置した。騒音スピーカ１０から出力された調整音と第１スピーカ５の制御音とを測定用誤差マイクで計測し、調整音が小さくなるように第１制御フィルタＷ１のフィルタ係数を調整した。同様に、患者ＨＭ１の左耳（第２制御点Ｐ２）の音を計測できるように測定用誤差マイクを配置し、第２制御フィルタＷ２のフィルタ係数を調整した。続いて、１チャンネル用に、共通制御フィルタＷＬのフィルタ係数を同様の手法で調整した。
【００８０】
フィルタ係数の確定後、騒音スピーカ１０から騒音を出力するとともに、能動騒音制御を実行した。１チャンネル、２チャンネルの切り替え周波数は、１００Ｈｚとした。つまり、騒音が１００Ｈｚ以上の場合には２チャンネルの能動騒音制御とし、騒音が１００Ｈｚ未満の場合には１チャンネルの能動騒音制御とした。騒音スピーカ１０の位置をＸＹ平面内でＸ方向に±２５ｃｍの範囲で移動させ、移動位置ごとに第１制御点Ｐ１における音［ｄＢ］を計測した。結果を図１４に示す。同様に、騒音スピーカ１０の位置をＸＹ平面内でＹ方向に±２５ｃｍの範囲で移動させ、移動位置ごとに第１制御点Ｐ１における音［ｄＢ］を計測した。結果を図１５に示す。
【００８１】
図１４は、騒音の周波数及び騒音源スピーカの横位置と減音効果との関係を示すグラフである。図１４において、横軸は騒音スピーカ１０の横位置Ｘ［ｃｍ］である。縦軸は騒音の周波数［Ｈｚ］である。減音効果が大きいほど白に近い色で示している。図１４に示されるように、何れの横位置においても５００［Ｈｚ］以下の騒音に対して減音効果が発揮されていることが確認された。また、騒音スピーカ１０の横位置Ｘが±２５ｃｍの範囲で移動したとしても、減音効果は大きく変わらないことが確認された。
【００８２】
図１５は、騒音の周波数及び騒音源スピーカの縦位置と減音効果との関係を示すグラフである。図１５において、横軸は騒音スピーカ１０の縦位置Ｙ［ｃｍ］である。縦軸は騒音の周波数［Ｈｚ］である。減音効果が大きいほど白に近い色で示している。図１５に示されるように、何れの横位置においても５００［Ｈｚ］以下の騒音に対して減音効果が発揮されていることが確認された。また、騒音スピーカ１０の縦位置Ｙが±２５ｃｍの範囲で移動したとしても、減音効果は大きく変わらないことが確認された。
【００８３】
図１４及び図１５の測定結果によれば、騒音源である他の患者ＨＭ２が寝返りなどにより多少移動したとしても、固定フィルタによる能動騒音制御で十分に減音することができることが確認された。
【符号の説明】
【００８４】
１…能動騒音制御装置、２…参照マイク、３…第１誤差マイク、４…第２誤差マイク、５…第１スピーカ（第１制御音源）、６…第２スピーカ（第２制御音源）、７…ＤＳＰデバイス（制御部）。
【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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