(57)【要約】【課題】音楽スタジオでは音響を調整するために、吸音波材を選択したり、その配置を細かく考慮したりしなければならないため、特別な施工が必要となり、コスト高になっている。また、防音ドアに関しても、ドアが重くなり開閉し難くなる等の不便が生じている。【解決手段】マイクロホン３と、マイクロホン３で集められた音波を逆位相に変換する逆位相変換部を備えたコントローラ５と、逆位相変換部で逆位相に変換された音波を振動として出力する加振器７と、加振器７から受け取った振動を音波として出力する振動体９とで構成され、振動体９から発する音波を取り除きたい音波に重ね合わせることで能動的にその音波を取り除く。振動体９は、ドア（Ｄ）で構成すれば、既存のドアを防音ドアに代えられる。また、周波数を選択し、その周波数の音波を取り除く構成にすれば、室内の音響の調整用にも利用できる。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロホンと、前記マイクロホンで集められた音波を逆位相に変換する逆位相変換部と、前記逆位相変換部で逆位相に変換された音波を振動として出力する加振器と、前記加振器から受け取った振動を音波として出力する振動体とで構成され、
前記振動体から発する音波を取り除きたい音波に重ね合わせることで能動的にその音波を取り除くことを特徴とするアクティブ音波コントロールシステム。
【請求項２】
請求項１に記載したアクティブ音波コントロールシステムにおいて、
振動体は、パネル、ドア等の単一構造体で構成されていることを特徴とするアクティブ音波コントロールシステム。
【請求項３】
請求項１または２に記載したアクティブ音波コントロールシステムにおいて、マイクロホンで集められた音波の周波数のうち、取り除きたい周波数を選択する周波数選択部を備え、前記周波数選択部で選択された周波数の音波を逆位相に変換することを特徴とするアクティブ音波コントロールシステム。
【請求項４】
請求項３に記載したアクティブ音波コントロールシステムにおいて、周波数選択部が、マイクロホンで集められた音波の周波数を分析する周波数分析部と、分析された周波数のうち取り除きたい周波数を選別する周波数選別部とで構成されていることを特徴とするアクティブ音波コントロールシステム。
【請求項５】
請求項３に記載したアクティブ音波コントロールシステムにおいて、
周波数選択部が、選択要求を受け取る操作部を備えていることを特徴とするアクティブ音波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、室内の音波を調整することができるアクティブ音波コントロールシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
既存の音楽スタジオ等の防音室では、空気を密閉できる構造にすることで外への音漏れを防止しており、その密閉構造を効率良く作るために、室内を狭くしたり、正方形や長方形の部屋にしたりしているために、どうしても残響が大きくなっている。
従って、室内での不都合な残響の発生を防ぐために、音源の設置位置を調整したり、グラスウール、ロックウール等を板状に加工して壁材としたり、ポリエステル繊維等をシート状にして壁に貼り合わせたり、織ってカーテンとして窓に掛けたり等の工夫をして吸音させることで対応していた。
【０００３】
また、ドアから外に漏れやすいが、特許文献１に記載のように、質量の大きい材料で厚みを持たせたものに特別に設計して防音効果を持たせ、さらに、ドア枠側にゴム製のシールパッキンを取り付けて、ドアを閉じたときには隙間ができないようにしていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−８９１４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、吸音に関しては、「良い音を吸収」して「悪い音を反射」すれば音響環境に却って悪影響をもたらすので、吸音波材を選択したり、その配置を細かく考慮したりしなければならないため、特別な施工が必要となり、コスト高になっている。
また、防音ドアに関しても、ドアが重くなり開閉し難くなる等の不便が生じている。
【０００６】
本発明は上記従来の問題点に着目して為されたものであり、既存の室内に後付けで簡単に付設できて、音響調整や防音の要求に答えられる、新規且つ有用なアクティブ音波コントロールシステムを提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、請求項１の発明は、マイクロホンと、前記マイクロホンで集められた音波を逆位相に変換する逆位相変換部と、前記逆位相変換部で逆位相に変換された音波を振動として出力する加振器と、前記加振器から受け取った振動を音波として出力する振動体とで構成され、前記振動体から発する音波を取り除きたい音波に重ね合わせることで能動的にその音波を取り除くことを特徴とするアクティブ音波コントロールシステムである。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載したアクティブ音波コントロールシステムにおいて、振動体は、パネル、ドア等の単一構造体で構成されていることを特徴とするアクティブ音波コントロールシステムである。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１または２に記載したアクティブ音波コントロールシステムにおいて、マイクロホンで集められた音波の周波数のうち、取り除きたい周波数を選択する周波数選択部を備え、前記周波数選択部で選択された周波数の音波を逆位相に変換することを特徴とするアクティブ音波コントロールシステムである。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項３に記載したアクティブ音波コントロールシステムにおいて、周波数選択部が、マイクロホンで集められた音波の周波数を分析する周波数分析部と、分析された周波数のうち取り除きたい周波数を選別する周波数選別部とで構成されていることを特徴とするアクティブ音波コントロールシステムである。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項３に記載したアクティブ音波コントロールシステムにおいて、周波数選択部が、選択要求を受け取る操作部を備えていることを特徴とするアクティブ音波コントロールシステムである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のアクティブ音波コントロールシステムによれば、既存の室内に後付けで簡単に付設できて、音響調整や防音の要求に答えられる、新規且つ有用なアクティブ音波コントロールシステムを提供することを、その目的とする。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係るアクティブ音波コントロールシステムの概略的説明図である。
【図２】図１の電気的ブロック図である。
【図３】図１のアクティブ音波コントロールシステムの第１例の設置状態の説明図である。
【図４】図２の一部変更した電気的ブロック図である。
【図５】図１のアクティブ音波コントロールシステムの第２例の設置状態の説明図である。
【図６】図４の一部変更した電気的ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施の形態に係るアクティブ音波コントロールシステム１について、図面にしたがって説明する。
図１に示すように、アクティブ音波コントロールシステム１は、マイクロホン３、コントローラ５、加振器７、振動体９で構成されており、コントローラ５に対して、マイクロホン３と加振器７がケーブル１１を介して電気的に接続されている。
加振器７には振動体９が接触状態で取り付けられており、振動接続状態となっている。この振動体９は単一構造で薄板状に構成されたものであり、その一方の板面の中心に加振器７が固定されるようになっている。
【００１５】
振動体９は、フラットなドア（Ｄ）、パネル（Ｐ）等で代用できるようになっている。
コントローラ５には、電源プラグ１３が取り付けられたケーブル１１も接続されており、この電源プラグ１３がコンセントに差込まれると、商用電源がシステム系に供給されて起動するようになっている。
【００１６】
図２の電気的ブロック図に示すように、コントローラ５の筐体１５内には、種々の処理部が収容されている。
マイクロホン３で集められた音波は、アナログ信号として出力されて、周波数逆位相変換部１７に入力される。この周波数逆位相変換部１７で、位相が反転された反転信号が出力され、増幅器（アンプ）１９に入力される。そして、この増幅器（アンプ）１９で増幅されて、加振器７に送出される。増幅器（アンプ）１９には、調整ボリューム（図示省略）が設けられている。
振動体９は加振器７からの振動を受けて振動すると、音波を発生して空気中に放出する。増幅器（アンプ）１９から加振器７までは、位相の遅延要素が無いので、この放出された音波は、マイクロホン３で集められた音波の位相を逆転したものとなっている。また、増幅が調整されて、マイクロホン３で集められた音波と同振幅で振動体９から音波が放出されるようになっている。
【００１７】
このアクティブ音波コントロールシステム１は、単純な防音目的となっており、部屋の防音用にその都度手軽に利用できる。
図３は、その設置例を示す。
マイクロホン３をドア（Ｄ）枠の上側近傍に、集音側が部屋の中心側を向くように取付け、コントローラ５をその近くで壁面に固定する。また、ドア（Ｄ）の部屋側を向いている板面の中心部に加振器７を固定する。加振器７は両面テープ等の接着手段（図示省略）を介して固定されるので、取り外しは容易となっている。電源プラグ１３を部屋の側壁（Ｓ）に備付けのコンセント（Ｃ）に差込むだけで、その既存のドア（Ｄ）が防音ドアとなる。
【００１８】
ドア（Ｄ）の厚さや材質は防音仕様になっていなくとも、ピアノ等の音源から放出された音波をマイクロホン３が集めると、ドア（Ｄ）からその逆位相で同振幅の消音用音波が放出されるので、ドア（Ｄ）に向かう音波にその消音用音波が重ね合って打ち消される。従って、ドア（Ｄ）の外に音源からの音が漏れない。
このようにして、通常の木材や樹脂製のドア（Ｄ）を簡単に防音ドアに代えることができる。
また、コントローラ５もこの場合には、アナログ回路で構成することが可能となっている。
【００１９】
図１のアクティブ音波コントロールシステム１は、特定の周波数を選択してその周波数の音波を打ち消すように構成することもできる。
図４は、図２の電気的ブロック図の一部変更したものであり、コントローラ５の内部構成が異なっている。
マイクロホン３で集められた音波は、アナログ信号として出力された後、Ａ／Ｄ変換部２１でデジタル信号に変換されて、周波数分析部２３に入力される。この周波数分析部２３で、周知のＦＦＴ（高速フーリエ変換）による周波数分析が行われ、周波数領域に変換される。従って、残響時間の長い周波数を周波数軸上の位置で捉えることができるようになる。周波数選別部２５では、周波数分析後の各周波数成分のうち残響時間が長い周波数成分が自動的に選別されて出力される。
この周波数成分が、Ｄ／Ａ変換部２７でアナログ信号に変換され、周波数逆位相変換部１７に入力されるようになっている。
周波数分析部２３や周波数選別部２５を実現するために、マイクロプロセッサやデジタルプロセッサ等のコンピュータが使用されており、内蔵のＲＯＭに格納された処理手順を内臓のＣＰＵが実行することにより、動作が制御されている。
【００２０】
アクティブ音波コントロールシステム１は、上記したようにコントローラ５を変更することができ、周波数が選択できる特徴を生かして、部屋の音響環境の調整に利用できる。
図５は、その設置例を示す。
マイクロホン３を側壁の上側に、集音側が部屋の中心側を向くように取付け、コントローラ５をその近くで壁面に固定する。また、四角形のパネル（Ｐ）を部屋の三方の側壁（Ｓ）と、天井（Ｔ）にそれぞれ固定する。そして、それぞれのパネル（Ｐ）の中心部に加振器７を取り外し自在に固定する。また、残りの側壁（Ｓ）側には、図３に示すドア（Ｄ）が設けられているので、そのドア（Ｄ）に図３と同様にして加振器７を固定する。なお、視認の便宜のために、ケーブル１１は図示省略されている。
【００２１】
さらに、図３と同様に、電源プラグ１３をコンセント（Ｃ）に差込んで、システムを起動させる。
ピアノ（Ａ）等の音源から放出された音波をマイクロホン３が集めると、その音波のうち残響の発生要因となる残響時間の長い周波数の音波が、「取り除きたい音」として選別され、パネル（Ｐ）やドア（Ｄ）からその逆位相で同振幅の消音用音波が放出されるので、部屋内の音響環境が能動的に改善される。
【００２２】
図６は、図４の一部の変更例であり、操作部として、複数の周波数の選択ボタン２９が設けられている。この選択ボタン２９はスイッチ回路のスイッチを構成しており、周波数選別部２５は、この選択ボタン２９が押下されると、該当する周波数が選別されて出力されるようになっている。
従って、「取り除きたい音」を人の意思によって選別することが可能になっており、自分専用の音場を容易に作り出せる。低い音から高い音まで、音の高さにより残響もまちまちなので、どの高さでもほぼ同じ残響の長さだと、周波数特性が良いと言われているが、積極的に残響を作りたい場合に有用である。
【００２３】
以上、本発明の実施の形態について詳述してきたが、具体的構成は、この実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計の変更などがあっても発明に含まれる。
例えば、振動体は、室内にて振動できるものであればよく、上記実施の形態では、邪魔にならないように側壁に取り付けたパネルを振動体として使用したり、ドアを防音用に変えるためにドア自体を振動体として使用したりしているが、それらの形状に限定されず、凹凸のある三次元状のものでも良いので、彫刻や中空の花瓶等の陶器でも代用できる。
【００２４】
本発明のアクティブ音波コントロールシステムによれば、施工も簡単で、非常にコンパクトに構築できるので、室内環境から騒音をシャットアウトしたい部屋や工場でも手軽に採用できる。
さらには、船舶の本体に振動体を設置すれば、船舶特有のエンジン音が船体に固体伝搬している場合にその音を低減することもできる。
【符号の説明】
【００２５】
１…アクティブ音波コントロールシステム
３…マイクロホン      ５…コントローラ      ７…加振器      ９…振動体
１１…ケーブル      １３…電源プラグ
１５…（コントローラの）筐体      １７…逆位相変換部
１９…増幅器（アンプ）      
２１…Ａ／Ｄ変換部      ２３…周波数分析部      ２５…周波数選別部
２７…Ｄ／Ａ変換部      ２９…選択ボタン
Ｄ…ドア      Ｐ…パネル      Ａ…ピアノ
Ｓ…（部屋の）側壁      Ｔ…（部屋の）天井
【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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