(57)【要約】      （修正有）【課題】騒音に多数の反射音が重畳した閉じた空間の音をすべてアクティブにキャンセルする騒音低減システムを提供する。【解決手段】閉じた空間である室内における音を集音してこの音を表す第１の音響信号Ｓ１を生成するマイク１と、別途求めた前記室内における前記各定在波のモード毎の共鳴周波数をそれぞれの中心周波数として所定の帯域幅を有し、第１の音響信号Ｓ１から特定の周波数成分をそれぞれ抽出して第２の音響信号Ｓ２１〜Ｓ２Ｎを生成するバンドパスフィルター２１〜２Ｎと、第２の音響信号Ｓ２１〜Ｓ２Ｎの位相およびゲインを調整して前記各定在波をキャンセルする第３の音響信号Ｓ３１〜Ｓ３Ｎをそれぞれ生成する位相調整手段３１〜３Ｎと、第３の音響信号Ｓ３１〜Ｓ３Ｎをそれぞれ加算して第４の音響信号Ｓ４１を生成する加算器４と、第４の音響信号Ｓ４１に基づき前記室内に前記定在波のキャンセル音を放射するスピーカー６を有する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
騒音低減の対象となる閉じられた空間における音に関する各定在波のモードごとの共鳴周波数を、演算または実測によりそれぞれ求める第１の工程と、
前記空間において前記各定在波の節以外となる位置に設置した集音手段で前記空間の音を検出して、前記音を表す第１の音響信号を得る第２の工程と、
中心周波数を前記各共鳴周波数に予め調整しておいた各バンドパスフィルターに前記第１の音響信号を入力することにより、前記各バンドパスフィルターが有する所定の帯域の第２の音響信号を前記各バンドパスフィルターの出力として得る第３の工程と、
前記各共鳴周波数に対応する前記各定在波がキャンセルされるよう前記第３の音響信号のゲインを調整して第３の音響信号を得る第４の工程と、
前記空間において前記各定在波の腹となる位置に配設した制御発音源を前記第３の音響信号で駆動して前記空間内に前記定在波のキャンセル音を放射する第５の工程とを有することを特徴とする閉じた空間における騒音低減方法。
【請求項２】
請求項１に記載する閉じた空間における騒音低減方法において、
前記第４の工程では、前記各共鳴周波数に対応する前記各定在波がキャンセルされるよう前記第３の音響信号のゲインとともに位相も調整して第３の音響信号を得るようにしたことを特徴とする閉じた空間における騒音低減方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載する閉じた空間における騒音低減方法において、
前記第３の音響信号をそれぞれ加算手段で加算して第４の音響信号を得る第６の工程をさらに有し、
前記制御発音源は、前記第４の音響信号で駆動して前記空間内に前記定在波のキャンセル音を放射することを特徴とする閉じた空間における騒音低減方法。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか一つに記載する閉じた空間における騒音低減方法において、
前記第２の工程における第１の音響信号は、前記空間の三次元方向の各辺が交わる角部に配設した集音手段で検出して得ることを特徴とする閉じた空間における騒音低減方法。
【請求項５】
請求項１〜請求項３の何れか一つに記載する閉じた空間における騒音低減方法において、
前記第２の工程における第１の音響信号は、前記空間の三次元方向の各辺にそれぞれ配設した複数個の集音手段で検出した音響信号をそれぞれ平均して得るか、または前記空間の三次元方向の各辺に沿って集音手段を移動させつつ検出した音響信号をそれぞれ平均して得るようにしたものであることを特徴とする閉じた空間における騒音低減方法。
【請求項６】
請求項１〜請求項５の何れか一つに記載する閉じた空間における騒音低減方法において、
前記キャンセル音は、前記空間の前記角部に配設した制御発音源から放射することを特徴とする閉じた空間における騒音低減方法。
【請求項７】
騒音低減の対象となる閉じられた空間における音に関する各定在波の節以外となる位置に配設され、前記音を集音して前記音を表す第１の音響信号を生成する集音手段と、
演算または実測により求めた前記空間における前記各定在波のモードごとの共鳴周波数をそれぞれの中心周波数とする所定の帯域幅を有するとともに、前記第１の音響信号に基づきそれぞれ前記中心周波数が異なる特定の周波数成分を抽出して第２の音響信号を生成する複数のバンドパスフィルターと、
前記第２の音響信号のゲインを調整して前記各定在波をキャンセルする第３の音響信号を生成する複数のゲイン調整手段と、
前記空間において前記各定在波の腹となる位置に配設し、前記第３の音響信号で駆動して前記空間内に前記定在波のキャンセル音を放射する制御発音源とを有することを特徴とする閉じた空間における騒音低減システム。
【請求項８】
請求項７に記載する閉じた空間における騒音低減システムにおいて、
前記ゲイン調整手段は、前記第２の音響信号のゲインとともに位相も調整して前記各定在波をキャンセルする第３の音響信号をそれぞれ生成するものであることを特徴とする閉じた空間における騒音低減システム。
【請求項９】
請求項７または請求項８に記載する閉じた空間における騒音低減システムにおいて、
前記第３の音響信号をそれぞれ加算して前記制御音源を駆動する第４の音響信号を生成する加算手段を有することを特徴とする閉じた空間における騒音低減システム。
【請求項１０】
請求項７〜請求項９の何れか一つに記載する閉じた空間における騒音低減システムにおいて、
前記集音手段は、前記空間の三次元方向の各辺が交わる角部に配設したことを特徴とする閉じた空間における騒音低減システム。
【請求項１１】
請求項７〜請求項９の何れか一つに記載する閉じた空間における騒音低減システムにおいて、
前記集音手段は、前記空間の三次元方向の各辺の複数箇所でそれぞれ検出した複数個の音響信号をそれぞれ平均して前記第１の音響信号を生成するか、または前記空間の三次元方向の各辺に沿って移動させつつ検出した音響信号をそれぞれ平均して前記第１の音響信号を生成するようにしたものであることを特徴とする閉じた空間における騒音低減システム。
【請求項１２】
請求項７〜請求項１１の何れか一つに記載する閉じた空間における騒音低減方法において、
前記制御発音源は、前記空間の前記角部に配設したことを特徴とする閉じた空間における騒音低減システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は閉じた空間における騒音低減方法および騒音低減システムに関し、特に風力発電の風車等、室外の騒音源から室内に侵入する騒音を低減する場合に適用して有用なものである。
【背景技術】
【０００２】
再生可能エネルギーを提供する技術の一つとして風力発電システムが注目されている。同時に風力発電システムを構成する風車が、その風切り音の発生等により騒音源となるという問題も発生している。そこで、風車を発生源とする騒音の適切な低減対策が、風力発電システムの普及を図る上で解決すべき喫緊の課題となっている。
【０００３】
一方、騒音のアクティブ低減技術としては、既に様々なものが提案されているが、多くはバンド幅を持った連続したスペクトルの音を対象とし、特定の環境、特定の機材に対する消音である（例えば非特許文献１参照）。すなわち、（ａ）騒音源そのものに近い場所で逆相音を出す場合（例：ガスタービン、ディーゼル発電機の消音など）、（ｂ）騒音源と聞く人の位置関係や周辺環境が固定されている場合（例：救急車の運転者が聞くサイレン音の低減、ヘリコプターキャビンの消音）、（ｃ）騒音の伝播経路が固定されている場合（例：空調ダクトや排気ダクトでの消音）、（ｄ）反射音の制御の場合（例：高速道路のアクティブ遮音壁）、（ｅ）耳内だけでの消音の場合（例：市販のノイズキャンセリングイヤホン）などがあげられる。
【０００４】
ところで、室内で耳に聞こえる音は、窓などから侵入する騒音源からの直接音に加え、壁等での反射音が重畳されており、どのような位相かは予測が付かない。上述の従来技術の如く、耳の位置で音を測定してその逆相音をそこで生成すれば、騒音のキャンセルが可能だが（ノイズキャンセリングイヤホンの原理）、入射音に多数の反射音が重畳した室内全体の音をすべてアクティブにキャンセルすることはできない。
【０００５】
さらに、上記従来技術の如く騒音源から放射される騒音を表す音響信号を検出し、この音響信号と逆位相の別の音響信号を放射して騒音を抑制する方式では、特定の位置における騒音は低減できたにしても騒音源とは別の音響信号による音を発生させているので、特定の位置を外れた位置では却って騒音量が増大するという問題も発生する。
【０００６】
なお、最近家屋の窓に付けて外部の騒音を防止する装置として商品名「Ｓｏｎｏ」と称するノイズキャンセラー（非特許文献２参照）が提案されている。これは、窓に貼りつけたデバイスが騒音と逆位相の振動を出し、窓自体を大きなノイズキャンセリング・スピーカーにして屋外の騒音を低減するというものである。
【０００７】
しかしながら当該ノイズキャンセラーも基本的には騒音と逆位相の音により騒音を低減するという、基本的な原理においては上記従来方式のノイズキャンセル方式と変わるところはない。したがって、上記と同様の問題を有している。さらに、窓以外の経路を経て進入する騒音に対しては効果がない。
【０００８】
また、外部から侵入する騒音の防止策として家屋の窓を二重窓にする等の対策が採られているが、この場合には窓を開けることができないという不便がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】西村正次、宇佐川毅、伊勢史郎著、アクティブノイズコントロール、コロナ社、2008年
【非特許文献２】窓につけるだけで外の騒音をシャットアウトするスピーカー「Sono」、URL；www.gizmodo.jp/2013/11/sono.html  参照
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記従来技術に鑑み、騒音自体に多数の反射音が重畳した特定の閉じた空間の音をアクティブにキャンセルすることができる閉じた空間における騒音低減方法および騒音低減システム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】
【００１１】
上記目的を達成する本発明の構成は、次の知見を基礎とするものである。例えば、風力発電が今後普及していけば、住宅近隣への設置もおこる可能性がある。この場合、風車側でいくら対策を施したにしても騒音発生をゼロにすることはできない。一方、ある人には軽微な音や時には快音が、人によって深刻な不快音となることもある。このように、多様な社会の中では騒音源を断つことだけで解決できない問題も多く、また完全な無音が常に求められるわけでもない。そこで遮音・吸音以外で被害者側での緩和策はないかと考える過程で、室内の共鳴除去という着想に思い至った。
【００１２】
簡単な基礎実験を行ってみた結果、一般的な大きさの家屋でも、いろいろなモードの定在波やヘルムホルツ共鳴の原理などで、超低周波共鳴やその極端な増強が容易に起き得ることが分かった。
【００１３】
共鳴であれば、部屋全体の位相は同期しているので、１箇所からのキャンセル音で部屋全体の騒音を低減できる可能性がある。これに対し、従来のアクティブ騒音制御では全空間を対象とするのは難しい。また、従来のアクティブ騒音制御技術の適用範囲が、ある程度波長が長い５００Ｈｚ程度以下で有効とされているのに対し、同期した位相を取り扱う場合には、波長がキャンセルの精度にあまり影響しないことから、１ＫＨｚ程度前後の周波数に適用できる可能性があることが分かった。
【００１４】
かかる知見を基礎とする本発明の第１の態様は、
騒音低減の対象となる閉じられた空間における音に関する各定在波のモードごとの共鳴周波数を、演算または実測によりそれぞれ求める第１の工程と、
前記空間において前記各定在波の節以外となる位置に設置した集音手段で前記空間の音を検出して、前記音を表す第１の音響信号を得る第２の工程と、
中心周波数を前記各共鳴周波数に予め調整しておいた各バンドパスフィルターに前記第１の音響信号を入力することにより、前記各バンドパスフィルターが有する所定の帯域の第２の音響信号を前記各バンドパスフィルターの出力として得る第３の工程と、
前記各共鳴周波数に対応する前記各定在波がキャンセルされるよう前記第３の音響信号のゲインを調整して第３の音響信号を得る第４の工程と、
前記空間において前記各定在波の腹となる位置に配設した制御発音源を前記第３の音響信号で駆動して前記空間内に前記定在波のキャンセル音を放射する第５の工程とを有することを特徴とする閉じた空間における騒音低減方法にある。
【００１５】
本発明の第２の態様は、
第１の態様に記載する閉じた空間における騒音低減方法において、
前記第４の工程では、前記各共鳴周波数に対応する前記各定在波がキャンセルされるよう前記第３の音響信号のゲインとともに位相も調整して第３の音響信号を得るようにしたことを特徴とする閉じた空間における騒音低減方法にある。
【００１６】
本発明の第３の態様は、
第１または第２の態様に記載する閉じた空間における騒音低減方法において、
前記第３の音響信号をそれぞれ加算手段で加算して第４の音響信号を得る第６の工程をさらに有し、
前記制御発音源は、前記第４の音響信号で駆動して前記空間内に前記定在波のキャンセル音を放射することを特徴とする閉じた空間における騒音低減方法にある。
【００１７】
本発明の第４の態様は、
第１〜第３の態様の何れか一つに記載する閉じた空間における騒音低減方法において、
前記第２の工程における第１の音響信号は、前記空間の三次元方向の各辺が交わる角部に配設した集音手段で検出して得ることを特徴とする閉じた空間における騒音低減方法にある。
【００１８】
本発明の第５の態様は、
第１〜第３の態様の何れか一つに記載する閉じた空間における騒音低減方法において、
前記第２の工程における第１の音響信号は、前記空間の三次元方向の各辺にそれぞれ配設した複数個の集音手段で検出した音響信号をそれぞれ平均して得るか、または前記空間の三次元方向の各辺に沿って集音手段を移動させつつ検出した音響信号をそれぞれ平均して得るようにしたものであることを特徴とする閉じた空間における騒音低減方法にある。
【００１９】
本発明の第６の態様は、
第１〜第５の態様の何れか一つに記載する閉じた空間における騒音低減方法において、
前記キャンセル音は、前記空間の前記角部に配設した制御発音源から放射することを特徴とする閉じた空間における騒音低減方法にある。
【００２０】
本発明の第７の態様は、
騒音低減の対象となる閉じられた空間における音に関する各定在波の節以外となる位置に配設され、前記音を集音して前記音を表す第１の音響信号を生成する集音手段と、
演算または実測により求めた前記空間における前記各定在波のモードごとの共鳴周波数をそれぞれの中心周波数とする所定の帯域幅を有するとともに、前記第１の音響信号に基づきそれぞれ前記中心周波数が異なる特定の周波数成分を抽出して第２の音響信号を生成する複数のバンドパスフィルターと、
前記第２の音響信号のゲインを調整して前記各定在波をキャンセルする第３の音響信号を生成する複数のゲイン調整手段と、
前記空間において前記各定在波の腹となる位置に配設し、前記第３の音響信号で駆動して前記空間内に前記定在波のキャンセル音を放射する制御発音源とを有することを特徴とする閉じた空間における騒音低減システムにある。
【００２１】
本発明の第８の態様は、
第７の態様に記載する閉じた空間における騒音低減システムにおいて、
前記ゲイン調整手段は、前記第２の音響信号のゲインとともに位相も調整して前記各定在波をキャンセルする第３の音響信号をそれぞれ生成するものであることを特徴とする閉じた空間における騒音低減システムにある。
【００２２】
本発明の第９の態様は、
第７または第８の態様に記載する閉じた空間における騒音低減システムにおいて、
前記第３の音響信号をそれぞれ加算して前記制御音源を駆動する第４の音響信号を生成する加算手段を有することを特徴とする閉じた空間における騒音低減システムにある。
【００２３】
本発明の第１０の態様は、
第７〜第９の態様の何れか一つに記載する閉じた空間における騒音低減システムにおいて、
前記集音手段は、前記空間の三次元方向の各辺が交わる角部に配設したことを特徴とする閉じた空間における騒音低減システムにある。
【００２４】
本発明の第１１の態様は、
第７〜第９の態様の何れか一つに記載する閉じた空間における騒音低減システムにおいて、
前記集音手段は、前記空間の三次元方向の各辺の複数箇所でそれぞれ検出した複数個の音響信号をそれぞれ平均して前記第１の音響信号を生成するか、または前記空間の三次元方向の各辺に沿って移動させつつ検出した音響信号をそれぞれ平均して前記第１の音響信号を生成するようにしたものであることを特徴とする閉じた空間における騒音低減システムにある。
【００２５】
本発明の第１２の態様は、
第７〜第１１の態様の何れか一つに記載する閉じた空間における騒音低減方法において、
前記制御発音源は、前記空間の前記角部に配設したことを特徴とする閉じた空間における騒音低減システムにある。
【発明の効果】
【００２６】
本発明は、家屋等の閉じた空間における特有の共鳴が騒音を増幅することに着目して共鳴周波数だけを選択して制御している。共鳴では位相が全空間で同期し、かつ空間のコーナー部では必ず最大振幅であるので、コーナーに配置した制御発音源から全空間の共鳴を制御できる。共鳴周波数は特定の閉じた空間に固有なので、対象とする多数の固有共鳴周波数を同数のバンドパスフィルターで分離し、各共鳴周波数の音だけを個別に制御することで各モードの定在波の振幅を個別に低減させて騒音を小さくすることができる。この場合、騒音源が前記空間の外にある場合に限らず、空間内にあっても良い。また、バンドパスフィルターで共鳴周波数およびその近傍の周波数の音を選択しているので、共鳴周波数以外の騒音が増大することも回避できる。すなわち、他の周波数の音をキャンセル音として放射することはない。この結果、例えば窓を開けることもでき、かつ簡単・安価な装置で騒音環境を改善することができる。
【００２７】
さらに、比較的高い周波数帯においては、通常の吸音材で騒音を吸収することで対処する場合も多いが、吸音材は非共鳴周波数も共鳴周波数と同様に吸収してしまうため、共鳴音は減っても同じ割合で非共鳴音が必要以上に減衰して、圧迫感のある音響環境となることもある。これに対しても、本発明では、共鳴周波数だけを減衰させることができるので、自然な音響環境を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態に係る騒音低減システムを適用する閉じた空間をとなっている家屋に集音手段および制御発音源を配設した状態を示す概念図である。
【図２】一次〜三次の各モードの定在波の波形を示す波形図である。
【図３】騒音を低減する室内（閉じた空間）の共鳴周波数を演算する場合の室内を模した直方体の一例を示す説明図である。
【図４】騒音を低減する室内（閉じた空間）にダクトが付いている場合のホルムヘルツ共鳴周波数を演算する場合の室内を模した直方体と円筒の組み合わせの一例を示す説明図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る騒音低減システムを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る騒音低減システムを適用する閉じた空間となっている家屋に集音手段および制御発音源を配設した状態を示す概念図である。同図に示すように、閉じた空間を形成している家屋１００の室内１０１には、例えば風力発電システムの風車等の騒音源１０２からの騒音が窓１０１Ａ等を介して侵入する。ここで、騒音源１０２は、室内１０１の外にある場合に限定する必要はない。室内１０１にあっても構わない。家屋１００は、騒音の侵入により共鳴して大きな音を発生する場合がある。共鳴は通常複数種類のモードの定在波が室内１０１に生成されることにより発生する。本形態では、定在波ＳＷ（簡単のため図１には最も低周波数の定在波を示す）を含む室内１０１に発生している音をマイク１で集音して音響信号を生成し、この音響信号を所定の処理（後に詳述する）をした後、スピーカー６に供給し、スピーカー６から定在波ＳＷのキャンセル音を室内１０１に放射することで共鳴音を低減する。そこで、本形態におけるマイク１は定在波ＳＷの腹となる室内１０１の天井１０１Ｂ近傍に、またスピーカー６は、同様に定在波ＳＷの腹となる床面１０１Ｃ近傍に配設されている。なお、この場合のマイク１およびスピーカー６の配設位置は、正確に腹の位置である必要はない。また、効果は劣るが、基本的に節の位置でなければ良い。ただ、室内１０１の端またはコーナーに配設することでマイク１およびスピーカー６を定在波ＳＷの腹に配設することができる。
【００３０】
ここで、音を拾うマイク１の位置は、キャンセル用のスピーカー６と同じコーナーである必要はないが、その場合は放射すべき音の位相は、一次、二次等の共鳴モードによって正相ないし逆相モードのいずれであるかが異なり、また周波数に起因する信号処理系の時間遅れ等により異なるので、周波数ごとの個別制御が必要である。
【００３１】
図２は室内に発生する定在波の各モードの一例を示す波形図である。同図（ａ）が最低共鳴周波数の定在波（一次モード）、（ｂ）がその倍の共鳴周波数の定在波（二次モード）、（ｃ）が３倍の共鳴周波数の定在波（三次モード）を示している。かかる定在波では、モードの次数が増加する毎に共鳴周波数は整数倍となる。ちなみに、風力発電システムの風車を騒音源１０２とする場合、一次モードの定在波の周波数は、可聴周波数よりも低い１０数Ｈｚの場合もある。本形態では、１０Ｈｚ〜１００Ｈｚ程度の低周波数域の定在波をキャンセルすることを目的としている。ただ、かかる周波数帯域に制限を設ける必要はない。キャンセルしたい共鳴周波数に応じて適宜選択し得る。
【００３２】
室内１０１の形状（寸法）、一般的には閉じた空間の形状（寸法）が決まれば、室内１０１に生成される定在波の共鳴周波数は、計算または実測により一意に特定される。図３に基づき室内１０１（閉じた空間）が直方体である場合における共鳴周波数の演算手法を説明する。図３に示すように、この場合の演算対象である室内１０１の縦Ｌ１、横Ｗ、高さＨの寸法が与えられると当該室内１０１における共鳴周波数は次式（１）で与えられる。
【００３３】
〔数１〕
f=(c/2){(nx/L1)２+(ny/W)２+(nz/H)２}1/2            ・・・（１）
【００３４】
ここで、ｎｘ、ｎｙ、ｎｚは整数、ｃは音速である。最低共鳴周波数は最長辺の一次モードになるのが普通で、最長辺が１０ｍとすれば、１７Ｈｚである。廊下などを含めれば一般家屋でもこの条件を満たし得るし、非常に多数の共鳴周波数が存在する。
【００３５】
さらに、図４に示すように、長さＬ２および開口径ｄが数ｍの換気塔などがあれば、ヘルムホルツ共鳴周波数で共鳴することが考えられる。このときのヘルムホルツ共鳴周波数は次式（２）で与えられる。
【００３６】
〔数２〕
f=dc/{4(πVL２)1/2}                              ・・・（２）
【００３７】
ただし、この式（２）は近似式で、Ｌ２は換気塔の長さ、ｄ は開口径、Ｖは空間の体積である。例えば、３ｍ×５ｍ×２．４ｍの空間でダクト長さ２ｍとすれば、ｆ〜６ｄ（Ｈｚ）が共鳴周波数となり、１０Ｈｚ以下の共鳴も発生し得る。すなわち、これらの共鳴現象により、風力発電においてたびたび問題となる可聴帯域以下の超低周波が増幅される可能性があることが示唆されている。
【００３８】
いずれの共鳴が起きた場合も、共鳴振動は空間内全体で位相が同期している。これが共鳴していない音を取り扱う場合との大きな違いである。また定在波では、どのモードの共鳴でも、室内１０１のコーナーでは必ず音圧最大振幅部となる。
【００３９】
本形態に係る騒音低減方法は、これらの性質を利用し、まず事前に室内１０１のコーナーに置いたマイク１で共鳴周波数を測定し、その周波数だけを通すバンドパスフィルターを通したのち、室内１０１のコーナーから共鳴音と逆位相の音を放射することで、室内１０１の全体の共鳴をキャンセルするというものである。具体的には次の各処理を含む。
【００４０】
１）  騒音低減の対象となる閉じられた空間である室内１０１における音に関する各定在波のモードごとの共鳴周波数を、演算または実測によりそれぞれ求める。同時に、キャンセルする共鳴周波数に対応して用意するバンドパスフィルターの各中心周波数を各共鳴周波数に調整する。ここで、共鳴周波数の演算は、図３または図４に基づき説明した式（１）または式（２）を利用して行う。実測は、室内１０１の各辺に沿ってマイクを走行させながら各走行経路における音を収集するとともに、収集した音響信号のレベルを平均化するのが望ましい。このことにより、共鳴現象とは異なる反射音の干渉による影響を除去することができる。
【００４１】
２）  図１に示すように、室内１０１において各定在波の腹となる位置に設置したマイク１で室内１０１の音を検出して、前記音を表す第１の音響信号を得る。
【００４２】
３）  中心周波数を各共鳴周波数に予め調整しておいた各バンドパスフィルターに第１の音響信号を入力することにより、各バンドパスフィルターが有する所定の帯域の第２の音響信号を各バンドパスフィルターの出力として得る。
【００４３】
４）  各共鳴周波数に対応する各定在波がキャンセルされるよう第３の音響信号の位相およびゲインをそれぞれ調整して第３の音響信号を得る。
【００４４】
５）  第３の音響信号をそれぞれ加算器で加算して第４の音響信号を得る。
６）  図１に示すように、室内１０１において各定在波の腹となる位置に配設したスピーカー６を前記第４の音響信号で駆動して室内１０１に各定在波のキャンセル音を放射する。
【００４５】
かくして、本形態によれば、室内１０１の全体で位相が同期している騒音に起因する各モードの定在波を良好に抑制することができる。
【００４６】
かかる騒音低減方法は、例えば図５に示す騒音低減システムにおいて実現することができる。図５は、本発明の実施の形態に係る騒音低減システムを示すブロック図である。同図に示すように、本形態に係る騒音低減システムは、マイク１、複数のバンドパスフィルター２１，２２，・・・，２Ｎ、複数の位相調整手段３１，３２，・・・，３Ｎ、加算器４、アンプ５、スピーカー６を有している。
【００４７】
ここで、マイク１は、騒音低減の対象となる閉じられた空間である、例えば家屋の室内１０１（図１参照；以下同じ）に発生している音に関する各定在波の腹となる位置に配設されており、前記音を集音してこの音を表す第１の音響信号Ｓ１を生成する。一次からＮ次の各モードのそれぞれに対応させた複数のバンドパスフィルター２１，２２，・・・，２Ｎは、室内１０１における各定在波のモードごとの共鳴周波数をそれぞれの中心周波数とする所定の帯域幅を有するとともに、第１の音響信号Ｓ１に基づきそれぞれの中心周波数が異なる特定の周波数成分を抽出して第２の音響信号Ｓ２１，Ｓ２２，・・・Ｓ２Ｎを生成する。
【００４８】
位相調整手段３１，３２，・・・，３Ｎは、第２の音響信号Ｓ２１，Ｓ２２，・・・，Ｓ２Ｎの位相およびゲインを調整して各定在波をキャンセルする第３の音響信号Ｓ３１，Ｓ３２，・・・，Ｓ３Ｎをそれぞれ生成する。これにより、時間遅れを調整し得る。
【００４９】
加算器４は、第３の音響信号Ｓ３１，Ｓ３２，・・・，Ｓ３Ｎをそれぞれ加算して各定在波のキャンセル信号となる第４の音響信号Ｓ４を生成する。
【００５０】
制御発音源であるスピーカー６は、室内１０１において各定在波の腹となるコーナーに配設され、第４の音響信号Ｓ４で駆動して室内１０１に各定在波のキャンセル音を放射する。
【００５１】
本形態においては、スピーカー６からキャンセル音を放射しつつ位相調整手段３１，３２，・・・，３Ｎにより、第２の音響信号Ｓ２１，Ｓ２２，・・・，Ｓ２Ｎの位相およびゲインを調整することでキャンセル音を最適な位相およびゲインとすることで、室内１０１の定在波に起因する騒音を減衰させる。ここで、ゲインの調整の際には、最低に設定しておいたレベルからゲインが漸増するように調整することで、室内１０１においてハウリング等の不都合を生起することなく、所定の調整を良好に実施することができる。
【００５２】
なお、上記実施の形態では、位相調整手段３１，３２，・・・，３Ｎを、バンドパスフィルター２１，２２，・・・，２Ｎに対応させて同数設けたが、バンドパスフィルター２１，２２，・・・，２Ｎにおける信号処理の際の時間遅れ等に起因する第１の音響信号Ｓ１と第２の音響信号Ｓ２１，Ｓ２２，・・・Ｓ２Ｎと間の時間遅れを除去し得る場合には、必ずしも必要ない。ただ、バンドパスフィルター２１，２２，・・・，２Ｎをディジタル回路で構成する場合には、信号処理の際に必ず所定の遅延を生じるので、通常は位相調整手段３１，３２，・・・，３Ｎによる位相調整が必要になる。また、ゲインは、基本的に１以下としてハウリングを防止することができれば良いので、最初に一回調整することで当該騒音低減システムによる騒音低減操作の都度、調整する必要は、必ずしもない。
【００５３】
また、位相調整手段３１，３２，・・・，３Ｎ（これを設けない場合は、バンドパスフィルター２１，２２，・・・，２Ｎ）の出力信号である第３の音響信号（位相調整手段３１，３２，・・・，３Ｎを設けない場合は第２の音響信号）を加算器４で加算することなく、個別に取り出して複数のスピーカー６に入力し、複数のスピーカー６でキャンセル音を放射するように構成することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は環境雑音を低減して快適社会の実現に寄与させる騒音低減機器を製造・販売する産業分野で利用することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１                  マイク
２１〜２Ｎ          バンドパスフィルター
３１〜３Ｎ          フェーズシフター
４                  加算器
６                  スピーカー
１００                  家屋
１０１                  室内
１０２                  騒音源
ＳＷ                  定在波
【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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