【手続補正書】
【提出日】平成24年3月9日(2012.3.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
以上は、騒音制御処理時間の影響によって、高域での騒音低減量の劣化および騒音増加について説明したが、低域でも同様に騒音低減量の劣化および騒音増加が起こり得る。低域において、騒音制御処理の大きな遅延要素は制御スピーカの群遅延である。図５２は一般的なスピーカの特性を示している。当該スピーカの共振周波数ｆｏは約１５０Ｈｚであり、図５２（３）群遅延特性を見ると、当該スピーカは、共振周波数ｆｏで２ｍｓｅｃの群遅延がある。当該スピーカは、共振周波数ｆｏ以下ではさらに群遅延が大きくなるが、共振周波数ｆｏ以上では群遅延が小さくなる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
スピーカ特性をＨＰＦ（ハイパスフィルタ）で置き換えて、高域での騒音低減量の劣化および騒音増加について説明したのと同様に、低域での騒音低減量の劣化および騒音増加について説明する。図５３は、図４３の信号処理部の出力にＨＰＦを追加挿入した図である。図５４は、図５３の１次ＨＰＦ９〜１０の振幅特性と群遅延特性とを示す図である。ここで、図５２（１）から、スピーカは−１２ｄＢ／ｏｃｔ．で低域レベルが下降しているので、同じカットオフ周波数ｆｃ＝１５０Ｈｚで遮断特性−６ｄＢ／ｏｃｔ．の１次ＨＰＦを２段構成とすることで近似している。図５４（２）に示すように、１次ＨＰＦ９〜１０の１５０Ｈｚでの群遅延は、それぞれ２５サンプル（２５／４８０００＝０．５２１ｍｓｅｃ）であるため、１次ＨＰＦ９〜１０の２段構成での群遅延は、約１ｍｓｅｃとなる。図５４の１次ＨＰＦ９〜１０は、図５２のスピーカよりも群遅延は少ないものの、騒音制御処理が騒音伝達時間内に間に合っていない場合には、図５５（２）に示すように低域になればなるほど騒音低減効果が劣化し、１００Ｈｚ以下では騒音増加になってしまう。つまり、高域での騒音低減効果が劣化および騒音増加と同様のことが、スピーカの群遅延により低域でも発生する。参考までに、図５３において騒音制御処理が騒音伝達時間内に間に合う場合の（１）制御係数と（２）騒音低減効果とを図５６に示す。高域の場合と同様に、図５６（２）騒音低減効果を見ると、低域になればなるほど騒音低減量は少なくなっているものの、騒音制御処理が騒音伝達時間内に間に合っていれば、図５５（２）のように騒音増加することはない。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
以下、従来の方法について説明する。図５７は、特許文献２に記載の基本構成を示す図である。図５７に示す騒音制御装置では、片端に開口部を有する容器１０２内に騒音源１０１があり、騒音源１０１から開口部に向かって、順に、騒音検出マイク１０３、消音用スピーカ１０５、および消音誤差検出マイク１０４が設置されている。図５７に示す騒音制御装置では、適応型デジタルフィルタを用いた制御回路が設けられている。当該適応型デジタルフィルタは、主適応型デジタルフィルタ部と、補助適応型デジタルフィルタ部とから構成されている。主適応型デジタルフィルタ部は、ＦＩＲデジタルフィルタ１０６と、ＬＭＳ（Ｌｅａｓｔ−Ｍｅａｎ−Ｓｑｕａｒｅ）アルゴリズムにより制御される係数制御部１０８とから構成されており、補助適応型デジタルフィルタ部は、ＦＩＲデジタルフィルタ１１０と、ＬＭＳアルゴリズムにより制御される係数制御部１１１とから構成されている。なお、２つのＦＩＲデジタルフィルタ１０６および１１０は、係数列ｈａ（ｉ）を共有している。さらに、ＦＩＲデジタルフィルタ１１０の信号入力部にはフィルタ１０９が接続され、係数制御部１０８にはデジタルフィルタ１０７が接続されて構成されている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
また、騒音制御装置の構成や条件（サンプリング周波数やタップ数など）が決まれば、装置全体に要する処理時間が決まるが、従来の方法では、その総処理時間（例えば図４３の時間τ）で騒音制御処理が騒音伝達時間内に間に合うようにするには、騒音源から制御点までの距離を長くする（例えば図４３の騒音伝達系の騒音伝達時間Ｔを大きくする）しか方法がなかった。その場合、先に説明したように、騒音制御システム全体が大きくなり、製品サイズの長大化やあるいは想定していた製品サイズに収められないために実用化できないなどの問題が起こる。また、騒音源から制御点までの距離が長くなることで、例えば図４４の場合、信号処理部３００の参照信号ａと誤差信号ｂとの相関性が低下し、信号処理部３００の係数が十分に求まらないため、期待する騒音低減効果が得られない問題も起こる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
また、本発明の騒音制御装置は、騒音源から出力される騒音が騒音伝達系を介して伝達され、伝達された騒音を制御点において制御音と合成させて、当該騒音を低減する騒音制御装置であって、騒音源から出力される騒音を検出して、当該騒音に基づく制御信号を生成するＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔｅ  Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタと、ＦＩＲフィルタから出力される制御信号に基づいて、騒音を打ち消す制御音を生成する制御音響系とを備え、ＦＩＲフィルタは、騒音源から騒音が出力されてから信号処理部および制御音響系を介して制御点に制御音が到達するまでの騒音制御処理時間τが、騒音源から騒音が出力されてから騒音伝達系を介して騒音が制御点に到達するまでの騒音伝達時間Ｔより大きくなる（τ＞Ｔ）周波数帯域において、騒音伝達系を介して制御点に到達する騒音が有する騒音伝達特性と、制御音響系から出力される制御音が有する騒音制御伝達特性とが同一振幅かつ逆位相となるように、制御信号を補正する。つまり、ＦＩＲフィルタは、上述した信号処理部と出力補正部とを合わせた特性を近似した特性である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
【図１】第１の実施形態に係る騒音制御装置の回路構成を示す図
【図２】図１に示した制御音響系４００のＨＰＦ４０１の特性を示す図
【図３】図１に示した出力補正部５００を動作させないときの制御点４での騒音低減効果を示す図
【図４】図１に示した出力補正部５００のＬＰＦ５０１の特性を示す図
【図５】図１に示した出力補正部５００（図４の特性）を動作させたときの制御点４での騒音低減効果を示す図
【図６】図１に示した出力補正部５００と制御音響系４００とを削除した騒音制御装置を示す図
【図７】図６に示した騒音制御装置の点Ｘ〜点Ｙの伝達特性を示す図
【図８】図１に示した出力補正部５００を動作させなかった場合の点Ｘ〜点Ｙの伝達特性を示す図
【図９】図１に示した出力補正部５００（図４の特性）を動作させた場合の点Ｘ〜点Ｙの伝達特性を示す図
【図１０】図１に示した出力補正部５００のＬＰＦ５０１の他の特性を示す図
【図１１】図１に示した出力補正部５００（図１０の特性）を動作させたときの制御点４での騒音低減効果を示す図
【図１２】図１に示した出力補正部５００（図１０の特性）を動作させた場合の点Ｘ〜点Ｙの伝達特性を示す図
【図１３】図１に示したＨＰＦ４０１に共振周波数ｆｃ＝１ｋＨｚの２次ＨＰＦを適用したときの騒音低減効果を示す図
【図１４】図１に示した出力補正部５００において、ＬＰＦ５０１に共振周波数ｆｃ＝６００Ｈｚの２次ＬＰＦを適用して正帰還させたときの騒音低減効果を示す図
【図１５】図１に示したＨＰＦ４０１に共振周波数ｆｃ＝１０ｋＨｚの２次ＨＰＦを適用したときの騒音低減効果を示す図
【図１６】図１に示した出力補正部５００において、ＬＰＦ５０１に共振周波数ｆｃ＝６ｋＨｚの２次ＬＰＦを適用して正帰還させたときの騒音低減効果を示す図
【図１７】制御音響系に実際のスピーカを用いた場合の騒音制御装置の全体構成を示す図
【図１８】図１７に示した騒音制御装置を信号処理ブロック図として模式的に示す図
【図１９】図１７および図１８に示したエラーマイク４００３における騒音低減効果を示す図
【図２０】図１７および図１８に示したエラーマイク４００４における騒音低減効果を示す図
【図２１】図１に示した出力補正部５００において、ＬＰＦ５０１に共振周波数ｆｃ＝６０Ｈｚの１次ＬＰＦを適用して負帰還させたときの騒音低減効果を示す図
【図２２】図１に示した出力補正部５００において、ＬＰＦ５０１に共振周波数ｆｃ＝６００Ｈｚの１次ＬＰＦを適用して負帰還したときの騒音低減効果を示す図
【図２３】図１に示した出力補正部５００において、ＬＰＦ５０１に共振周波数ｆｃ＝６ｋＨｚの１次ＬＰＦを適用して負帰還したときの騒音低減効果を示す図
【図２４】図１の信号処理部３００と出力補正部５００との特性を合成し、当該合成された特性を係数としてＦＩＲフィルタ６００に設定した構成を示す図
【図２５】図３に示した騒音低減効果を得る場合の信号処理部３００の特性を示す図
【図２６】図１に示した出力補正部５００のＬＰＦ５０１の他の特性を示す図
【図２７】図１に示した出力補正部５００（図２６の特性）を動作させたときの制御点４での騒音低減効果を示す図
【図２８】図２４に示したＦＩＲフィルタ６００の特性を示す図
【図２９】図２４に示したＦＩＲフィルタ６００（タップ数が長い場合）を動作させたときの制御点４での騒音低減効果を示す図
【図３０】図２４に示したＦＩＲフィルタ６００（タップ数が短い場合）を動作させたときの制御点４での騒音低減効果を示す図
【図３１】第２の実施形態に係る騒音制御装置の回路構成を示す図
【図３２】図３１に示した出力補正部５００のＬＰＦ５０１の特性を示す図
【図３３】図３１に示した出力補正部５００（図４と図３２の特性）を動作させたときの制御点４での騒音低減効果を示す図
【図３４】図３１に示した出力補正部５００（図４と図３２の特性）を動作させた場合の点Ｘ〜点Ｙの伝達特性を示す図
【図３５】図３１に示した出力補正部５００のＬＰＦ５０１の他の特性を示す図
【図３６】図３１に示した出力補正部５００（図１０と図３５の特性）を動作させたときの制御点４での騒音低減効果を示す図
【図３７】図３１に示した出力補正部５００（図１０と図３５の特性）を動作させた場合の点Ｘ〜点Ｙの伝達特性を示す図
【図３８】第３の実施形態に係る騒音制御装置の回路構成を示す図
【図３９】図３８に示した騒音制御装置の騒音低減効果を示す図
【図４０】図３８に示した騒音制御装置の適応フィルタ３０１の特性（係数）を示す図
【図４１】図３１に示した騒音制御装置の信号処理部３００の特性（係数）を示す図
【図４２】図３８に示した騒音制御装置の点Ｘ〜点Ｙの伝達特性を示す図
【図４３】ＦＦ制御の騒音制御装置の基本構成を示す図
【図４４】適応ＦＦ制御を用いた場合の騒音制御装置の基本構成を示す図
【図４５】ＦＢ制御の騒音制御装置の基本構成を示す図
【図４６】図４３あるいは図４４における騒音制御処理が騒音伝達時間内に間に合う場合の信号処理部３００の係数と制御点４での騒音低減効果を示す図
【図４７】図４３あるいは図４４における騒音制御処理が騒音伝達時間内に間に合わない場合の信号処理部３００の係数と制御点４での騒音低減効果を示す図
【図４８】図４３に示した騒音制御装置をアナログ混在の構成として再記述した図
【図４９】図４８に示したアナログＬＰＦ７〜８の特性を示す図
【図５０】図４８における騒音制御処理が騒音伝達時間内に間に合わない場合の信号処理部３００の係数と制御点４での騒音低減効果を示す図
【図５１】図４８における騒音制御処理が騒音伝達時間内に間に合う場合の信号処理部３００の係数と制御点４での騒音低減効果を示す図
【図５２】スピーカ特性を示す図
【図５３】図４３に示した信号処理部３００の出力にＨＰＦを追加挿入した図
【図５４】図５３に示した１次ＨＰＦ９〜１０の振幅特性と群遅延特性とを示す図
【図５５】図５３における騒音制御処理が騒音伝達時間内に間に合わない場合の信号処理部３００の係数と制御点４での騒音低減効果を示す図
【図５６】図５３における騒音制御処理が騒音伝達時間内に間に合う場合の信号処理部３００の係数と制御点４での騒音低減効果を示す図
【図５７】従来の騒音制御装置を示す図
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
図１７は、制御音響系に実際のスピーカを用いた場合の騒音制御装置の全体構成を示す図である。図１７において、騒音制御装置は、複数の騒音源１００１〜１００４をそれぞれ対応する複数の騒音マイク２００１〜２００４で検出し、検出した騒音を騒音制御システム３０００で処理する。そして、騒音制御装置は、騒音制御システム３０００からの出力信号を複数のスピーカ４００１〜４００２で再生することによって、複数の制御点４００３〜４００４で騒音低減する。図１８は、図１７に示した騒音制御装置を図１のようにブロック図として模式的に示す図である。図１８において、まず騒音制御システム３０００は、出力補正部を動作させず（出力補正部の入力をそのまま出力する）に信号処理部を動作させて、騒音マイク２００１〜２００４で検出した騒音源１００１〜１００４からの騒音信号を信号処理する。信号処理された騒音信号はスピーカ４００１〜４００２で再生される。スピーカ４００１〜４００２から出力される騒音信号は、制御点であるエラーマイク４００３〜４００４において、未知系である騒音伝達系２００を経て到達した騒音源１００１〜１００４からの騒音と干渉する。そして、当該打ち消された残りのエラー信号が騒音制御システム３０００に入力する。騒音制御システム３０００は、入力されたエラー信号を最小とするように信号処理部の特性（係数）を求める。これによって、制御点であるエラーマイク４００３〜４００４での騒音が低減される。
【手続補正８】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項６】
騒音源から出力される騒音が騒音伝達系を介して伝達され、前記伝達された騒音を制御点において制御音と合成させて、当該騒音を低減する騒音制御装置であって、
前記騒音源から出力される騒音を検出して、当該騒音に基づく制御信号を生成するＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔｅ  Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタと、
前記ＦＩＲフィルタから出力される制御信号に基づいて、前記騒音を打ち消す制御音を生成する制御音響系とを備え、
前記ＦＩＲフィルタは、前記騒音源から騒音が出力されてから前記信号処理部および前記制御音響系を介して前記制御点に前記制御音が到達するまでの騒音制御処理時間τが、前記騒音源から騒音が出力されてから前記騒音伝達系を介して前記制御点に前記騒音が到達するまでの騒音伝達時間Ｔより大きくなる（τ＞Ｔ）周波数帯域において、前記騒音伝達系を介して前記制御点に到達する騒音が有する騒音伝達特性と、前記制御音響系から出力される制御音が有する騒音制御伝達特性とが同一振幅かつ逆位相となるように、前記制御信号を補正する、騒音制御装置。