(57)【要約】  外部マイクロフォン（１４）と、内部マイクロフォン（１５）と、ラウドスピーカ（１６）と、がそれぞれに設けられた二つの受動型減衰イヤフォンを具備する能動型雑音制御装置が開示されている。該制御装置は、フィードフォワードフィルタと、フィードバックフィルタと、再構築モジュールと、を有する第一処理チェーン（３０）を具備する。該制御装置は、音響供給源識別モジュールを有する第二処理チェーンを具備し、前記第二処理チェーンは、第一処理チェーンと並列状態において実装され、且つ、第一処理チェーンをパラメータ化するのに適している。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部マイクロフォン（１４）と、内部マイクロフォン（１５）と、雑音をイヤピース内に再生するラウドスピーカ（１６）と、をそれぞれが有する二つの受動型減衰イヤピース（３）を具備する能動型雑音制御装置であって、
前記制御装置は、前記外部マイクロフォンに接続されたフィードフォワードフィルタ（ＦＦ＿ｉ）と、前記内部マイクロフォンに接続されたフィードバックフィルタ（ＦＢ）と、前記フィードフォワードフィルタ及び前記フィードバックフィルタの出力信号から導出された再生信号をそれぞれのラウドスピーカに供給する再生モジュール（３４）と、を具備する第一処理チャネル（３０）を有し、
前記制御装置は、音響供給源を識別する音響供給源識別モジュール（５１）を具備する第二処理チャネル（５０）を含み、前記第二処理チャネル（５０）は、前記第一処理チャネル（３０）と並列状態において実装され、且つ、前記第一処理チャネル（３０）の設定を調節するように適合されていることを特徴とする、
制御装置。
【請求項２】
前記第一処理チャネル（３０）は、外部音響空間をパーティション化するパーティションモジュール（３１）を含み、このモジュールは、前記フィードフォワードフィルタ（ＦＦ＿ｉ）の上流に位置し、且つ、前記外部音響空間を複数の入射セクタ（Ｓｅｃｔ＿ｉ）にパーティション化するべく、前記外部マイクロフォン（１４）によって形成された指向性マイクロフォンを利用する、請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記識別モジュール（５１）は、それぞれの入射セクタ内の外部雑音が有用な雑音であるのか又は望ましくない雑音であるのかを識別するように適合されている、請求項２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記識別モジュール（５１）は、前記第一処理チャネル（３０）が、第一入射セクタ（Ｓｅｃｔ１）から到来する有用な雑音を増幅するか又は変更を伴うことなしに転送する、前記第一入射セクタ（Ｓｅｃｔ１）から到来する望ましくない雑音を強力に減衰させる、且つ、第二入射セクタ（Ｓｅｃｔ２）から到来するすべての雑音を強力に減衰させる、ような方式により、前記第一処理チャネル（３０）の前記設定を調節するように適合されている、請求項３に記載の制御装置。
【請求項５】
前記有用な雑音のタイプを選択し、且つ／又は、前記入射セクタ（Ｓｅｃｔ＿ｉ）のうちから第一入射セクタ（Ｓｅｃｔ１）を選択し、且つ／又は、前記入射セクタ（Ｓｅｃｔ＿ｉ）のうちから第二入射セクタ（Ｓｅｃｔ２）を選択する調節手段を含む、請求項３又は請求項４に記載の制御装置。
【請求項６】
前記制御装置のユーザ（２）が前記調節手段を制御できるようにするユーザインタフェース（５３）を含む、請求項５に記載の制御装置。
【請求項７】
前記識別モジュールは、前記フィードフォワードフィルタに、且つ／又は、前記フィードバックフィルタに、それらの設定を調節するべく接続されている、請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、雑音低減の分野に関し、且つ、更に詳しくは、雑音を能動的に制御する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの人々が、雑音の多い環境において働いており、この場合に、彼らは、様々な供給源から到来する非常に高レベルの雑音に曝露されている。このような雑音の多い環境は、例えば、建設現場、解体現場（ダイナマイトによる爆破処理）、及び機械鋸を使用する工場のようなところにおいて見出される。このような雑音の多い環境においては、人々の聴力を保護するべく、雑音レベルを低減する必要がある。
【０００３】
その他の人々は、相対的に低い雑音レベルが継続的に存在し、その結果、短期的には、聴力を悪化させる相対的に小さなリスクを有するものの、疲労とストレスとを増大させると共に人々の注意及び集中の能力を低減させる傾向を有する雑音の多い環境において働いている。このような雑音の多い環境は、例えば、コールセンタにおいて使用されている開放型の労働空間において見出される。彼らの労働条件を改善するべく、雑音のレベルを減衰させる必要がある。
【０００４】
又、その他の人々は、非職業的な環境においても、例えば、自身が休憩することを求めている際に、（読書のために）集中することを求めている際に、或いは、実際に、自身が聴取している音楽から十分な利益を享受することを自身が所望している際に、自らの快適さを改善するべく、自身の環境内における雑音レベルの低減を所望している。
【０００５】
このような大部分の状況においては、雑音レベルを効果的に低減することが重要であるが、その人物が、望ましくない雑音から依然として効果的に保護されつつ、音声、アラーム、及びドアベルなどの有用な雑音を知覚できるように、対象の人物の完全な音響的隔離を回避することが最も有利であり得る。換言すれば、雑音のタイプの関数として、且つ、恐らくは、更に、雑音のレベルや外部環境のタイプなどの関数として、雑音減衰のレベルを適合させることが非常に有利である。
【０００６】
特定の聴力保護装置には、雑音のレベルに応じた異なる方式による雑音の減衰を可能にする雑音制御システムが提供されている。
【０００７】
例えば、衝撃又は爆発によって生成される高音量の雑音からの保護を提供する専用のヘッドセットが知られている。このようなヘッドセットは、主には、火器の射撃の雑音を減衰させるべく、使用されている。これらは、ユーザが、相対的に低レベルの音響を聴取することを依然として許容しつつ、射撃の雑音を制限している。このようなヘッドセットは、二つのイヤピースを含み、これらのイヤピースのそれぞれは、一般に、シェルと、マイクロフォンと、ラウドスピーカと、を具備する。シェルは、非常に大きな値の受動型減衰を付与する高密度の材料を具備する。マイクロフォンは、特定の予め定義された閾値（通常は、８８Ａ−加重デシベル（ｄＢ（Ａ）））を超過しない音響がラウドスピーカに送信され、次いで、このラウドスピーカが、これらの音響をユーザの耳に再生するように、シェルの外側の周辺雑音をピックアップし、且つ、フィルタリング済みの信号を再生している。従って、例として、ユーザは、射撃の音響が抑制された状態において、音声の音響を聴取することができる。
【０００８】
又、上述のヘッドセットと同様に機能すると共に、建設現場において、又は特に雑音の多い産業的環境において、遭遇するものなどの大音量の雑音からユーザを保護するように特に適合された耳内イヤフォンも知られている（例えば、米国特許第５，３５５，４１８号明細書を参照されたい）。
【０００９】
従って、このようなヘッドセット及びイヤフォンは、雑音が、外部雑音のタイプに対してではなく、外部雑音のレベルに対して、制御される方式を適合させている。従って、これらにおいては、有用な雑音と望ましくない雑音とが等しい音量レベルを有している状況において、雑音の多い環境において、有用な雑音を増幅しつつ、望ましくない雑音を減衰させることができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、効果的であると共に雑音のタイプに対して適合し得る能動型の雑音制御を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的を実現するべく、外部マイクロフォンと、内部マイクロフォンと、雑音をイヤピース内に再生するラウドスピーカと、をそれぞれが有する二つの受動型減衰イヤピースを具備する能動型の雑音制御装置が提供される。制御装置は、外部マイクロフォンに接続されたフィードフォワードフィルタと、内部マイクロフォンに接続されたフィードバックフィルタと、フィードフォワードフィルタ及びフィードバックフィルタの出力信号から導出された再生信号をそれぞれのラウドスピーカに供給する再生モジュールと、を具備する第一処理チャネルを有する。制御装置は、音響供給源を識別する音響供給源識別モジュールを具備する第二処理チャネルを含み、第二処理チャネルは、第一処理チャネルと並列状態において実装されており、且つ、第一処理チャネルの設定を調節するように適合されている。
【００１２】
音響供給源識別モジュールにより、制御装置は、外部雑音のタイプに対して適合され得る能動型の雑音制御を実行することができる。識別モジュールを有する第二処理チャネルを第一処理チャネルと並列状態において実装することにより、能動型の雑音制御の有効性を改善することができる。
【００１３】
本発明のその他の特性及び利点については、本発明の特定の非限定的な実施形態に関する以下の説明を参照ことにより、明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
以下の添付図面を参照されたい。
【００１５】
【図１】図１は、雑音の多い環境内に位置すると共に本発明の能動型雑音制御装置が提供されたユーザを示す。
【図２】図２は、本発明の制御装置のイヤピースを示す図１の詳細図である。
【図３】図３は、本発明の制御装置のプロセッサ手段の回路図である。
【図４】図４は、本発明の制御装置の第一処理チャネル及び第二処理チャネルを示す。
【図５】図５は、本発明の制御装置の外部マイクロフォンによって構成される指向性マイクロフォンの放射パターンである。
【図６】図６は、受動型減衰の曲線と、本発明の制御装置の組み合わせられた受動型及び能動型減衰の曲線と、をプロットしたグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１を参照すれば、本発明による能動型雑音制御装置１は、雑音の多い環境（労働空間など）内に位置したユーザ２によって着用されるためのものである。
【００１７】
制御装置１は、雑音の多い環境内に存在する「有用な雑音」と呼称される雑音に対するユーザのアクセスを改善しつつ、こちらも雑音の多い環境内に存在する「望ましくない」雑音と呼称される雑音を可能な限り減衰させるように、機能する。
【００１８】
以下の説明からわかるように、「有用」な雑音という用語は、本明細書においては、特定の振幅を有すると共に、三次元空間内において特定の方向から到来する、特定タイプの雑音を意味するべく、使用されている。
【００１９】
又、制御装置１は、ユーザ２による音楽の聴取をも可能にしている。この機能は、以下の説明においては非常に簡単にのみ言及されており、その理由は、これが本発明の中核を構成してはいないからである。
【００２０】
制御装置１は、左側受動型減衰イヤピース３ａと、右側受動型減衰イヤピース３ｂと、を具備し、これらのそれぞれは、ケーブル４により、この例においては、ユーザ２のジャケットのポケット内において配置された、ユニット５に接続されている。それぞれのケーブル４は、保護シースによって取り囲まれた複数の導体ワイヤを具備し、これらの導体ワイヤは、以下において言及されていると共にイヤピース３のそれぞれとユニット５との間において伝達される様々なアナログ及びデジタル電気信号を搬送するためのものである。
【００２１】
図２を参照すれば、この例におけるそれぞれのイヤピース３は、本体６と、本体６によって担持された先端部７と、を具備する耳内イヤフォンの形態を有する。
【００２２】
先端部７は、先端部７がユーザ２の耳９の耳道８内に挿入され、これにより、前記耳道の閉鎖を可能にするのに適した形状を有する。先端部７は、耳９の耳道８内においてイヤピース３を保持しており、且つ、音響の隔離を生成することにより、受動型の音響減衰をユーザ２に提供している。
【００２３】
それぞれの本体６は、耳道８の内部に対向するように延在する内部音響空間１１を定義すると共に、イヤピース３の外部において延在する外部音響空間１２をも定義している。
【００２４】
又、それぞれのイヤピース３は、イヤピース３の本体６にフィットされた外部マイクロフォン１４、内部マイクロフォン１５、及びラウドスピーカ１６をも含む。
【００２５】
外部マイクロフォン１４は、外部音響空間１２内に存在する外部雑音をピックアップすると共に外部雑音を表す外部電気信号を提供するべく、内部音響空間１１の外側において本体６上に取り付けられている。それぞれのイヤピース３の外部電気信号は、イヤピース３をユニット５に接続しているケーブル４を介してユニット５に送信される。
【００２６】
内部マイクロフォン１５は、内部音響空間１１内に存在する内部雑音をピックアップすると共に内部雑音を表す内部電気信号を生成するべく、本体６内において取り付けられている。それぞれのイヤピース３の内部電気信号は、イヤピース３をユニット５に接続しているケーブル４を介してユニット５に送信される。
【００２７】
ラウドスピーカ１６は、雑音を内部音響空間１１内に、且つ、従って、耳９の耳道８内に、再生するような方式により、位置決めされており、この雑音は、ユニット５により、生成されると共に、ユニット５により、イヤピース３をユニット５に接続しているケーブル４を介してそれぞれのイヤピース３に送信される再生信号から、再生される。
【００２８】
ユニット５は、プロセッサ手段２０を構成している、その上部において取り付けられた複数の電子コンポーネントを有する回路カードを含む。
【００２９】
図３を参照すれば、プロセッサ手段２０は、電源モジュール２１と、マイクロコントローラ２２と、クロックモジュール２３と、オーディオ供給源モジュール２４と、四つのアナログ−デジタルコンバータ２５と、二つのデジタル−アナログコンバータ２６と、第一アナログインタフェースコンポーネント２７と、第二アナログインタフェースコンポーネント２８と、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ：Digital Signal Processor）２９と、を具備する。
【００３０】
この例における電源モジュール２１は、充電式電池と、特に電池内の電荷を管理するべく機能すると共に、カード及びイヤピース３の電子コンポーネントに電力供給するべく、ケーブル４を介して、回路カードに、且つ、イヤピース３に、一つ以上の電源電圧を供給する、電源回路と、を具備する。
【００３１】
マイクロコントローラ２２及びＤＳＰ２９は、回路カードの、且つ、更に広範には、制御装置１全体の、動作を管理している。
【００３２】
クロックモジュール２３は、マイクロコントローラ２２の動作と、従って、その他のコンポーネント（アナログ−デジタルコンバータ２５など）の動作と、をクロッキングするべく使用されるクロックコンポーネント（水晶など）を含む。
【００３３】
オーディオモジュール２４は、ユーザによる音楽の聴取を可能にしている。オーディオ供給源モジュール２４は、この例においては、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈタイプの無線通話を介して電話機によってユニット５に送信される音楽信号を取得している。次いで、マイクロコントローラ２２は、この音楽信号を受信し、且つ、イヤピース３内のラウドスピーカ１６が音楽をそれぞれのイヤピース３の内部音響空間１１内に再生するように、ケーブル４を介して音楽信号をイヤピース３に送信している。
【００３４】
アナログ−デジタルコンバータ２５は、それぞれ、外部マイクロフォン１４により、且つ、内部マイクロフォン１５により、アナログ信号の形態において生成された外部電気信号及び内部電気信号をデジタル信号に変換している。同様に、デジタル−アナログコンバータ２６も、デジタル信号の形態においてマイクロコントローラ２２によって生成された再生信号及び音楽信号をアナログ信号に変換している。
【００３５】
アナログインタフェース２７の第一コンポーネントは、アナログ−デジタルコンバータ２５によってデジタル信号に変換される前に、アナログ信号の形態において、それぞれ、外部マイクロフォン１４及び内部マイクロフォン１５によって生成された外部電気信号及び内部電気信号を成形（即ち、増幅、減衰、フィルタリングなど）している。同様に、第二アナログインタフェースコンポーネント２８も、デジタル−アナログコンバータ２６によってアナログ信号に変換された後に、再生信号及び音楽信号を成形（即ち、増幅、減衰、フィルタリングなど）している。
【００３６】
以下は、制御装置１によって実行される処理の更に詳細な説明である。
【００３７】
図４を参照すれば、ユニット５のプロセッサ手段２０のマイクロコントローラ２２及びＤＳＰ２９により、第一処理チャネル３０が実装されている。
【００３８】
第一処理チャネル３０は、外部音響空間３１をパーティション化するパーティション化モジュールと、フィードフォワードモジュール３２と、リミッタモジュール３３と、再生モジュール３４と、増幅器モジュール３５と、フィードバックモジュール３６と、という、第一処理チャネル３０内において、直列に接続されると共に、上流から下流に（即ち、第一処理チャネル３０の入力から出力に）連続的に配列された、機能ブロックを具備する。
【００３９】
外部音響空間をパーティション化するモジュール３１は、左側イヤピース３ａの外部マイクロフォン１４によって生成された外部信号及び右側イヤピース３ｂの外部マイクロフォン１４によって生成された外部信号を入力として受け取っている。外部音響空間をパーティション化するモジュール３１は、左側イヤピース３ａの外部マイクロフォン１４によって生成された外部信号と右側イヤピース３ｂの外部マイクロフォン１４によって生成された外部信号とを組み合わせることにより、指向性マイクロフォンを形成している。
【００４０】
この指向性マイクロフォンは、外部信号のそれぞれを組み合わせる際に使用される重み付け係数及び遅延係数によって決定される指向性の放射パターンを有する。この例において形成されている指向性マイクロフォンは、一次双方向性ブロードサイドタイプの放射パターンを構成する、図５に示されている指向性放射パターン３８を有する。
【００４１】
指向性マイクロフォンの指向性放射パターン３８のメインローブ３９の方向を変更することにより、この例においては、個々の異なる方向において１１個の指向性マイクロフォンが定義されている。従って、外部音響空間は、１１個の入射セクタＳｅｃｔ＿ｉ（図１及び図５において可視状態にあり、ここで、ｉは、１〜１１の範囲において変化する）にパーティション化されており、これらのセクタは、外部マイクロフォン１４を含む水平方向プレーン内において定義されている。従って、１１個の入射セクタＳｅｃｔ＿ｉのうちの個々のものから到来する指向性外部雑音にそれぞれが対応する１１個の指向性外部信号Ｓｉｇｎ＿ｉが定義される。
【００４２】
１１個の指向性外部信号Ｓｉｇｎ＿ｉのそれぞれは、フィードフォワードモジュール３２により、且つ、リミッタモジュール３３により、別個に処理されている。
【００４３】
フィードフォワードモジュール３２は、１１個のフィードフォワードフィルタＦＦ＿ｉを有し、これらのそれぞれが、１１個の指向性外部信号Ｓｉｇｎ＿ｉのうちの個々のものをフィルタリングしている。それぞれのフィードフォワードフィルタＦＦ＿ｉは、開ループ予期制御（本明細書においては、説明を省略する）の既知の原理に基づいて動作している。
【００４４】
従って、フィードフォワードフィルタＦＦ＿ｉは、入射セクタＳｅｃｔ＿ｉからの指向性外部雑音を減衰させるか、或いは、さもなければ、増幅し、且つ、フィルタＦＦ＿ｉのフィードフォワード設定の関数として、相対的に大きな程度に又は相対的に乏しい程度にこれを実行するように、適合されている。指向性外部雑音が有用な雑音である場合には、対応する指向性外部信号Ｓｉｇｎ＿ｉは、対応するフィードフォワードフィルタＦＦ＿ｉによって増幅される（或いは、さもなければ、変更されない状態で転送される）。対照的に、指向性外部雑音が望ましくない雑音である場合には、対応する指向性外部信号Ｓｉｇｎ＿ｉは、対応するフィードフォワードフィルタＦＦ＿ｉによって減衰される。
【００４５】
それぞれのフィードフォワードフィルタＦＦ＿ｉは、通常、５０ヘルツ（Ｈｚ）〜２キロヘルツ（ｋＨｚ）の範囲内に位置する周波数を有する指向性外部雑音における約２０デシベル（ｄＢ）の最大減衰の能力を有する。
【００４６】
リミッタモジュール３３は、１１個のリミッタフィルタＦＬ＿ｉを有し、これらのそれぞれは、１１個のフィードフォワードフィルタＦＦ＿ｉのうちの一つから出力信号を受信している。
【００４７】
それぞれのリミッタフィルタＦＬ＿ｉは、内部音響空間１１内において、且つ、従って、ユーザ２のそれぞれの耳９の耳道８内において、再生される雑音が過大な音量レベルを有さないことを保証するように、関連するフィードフォワードフィルタＦＦ＿ｉからの出力信号を制限するように構成されている。従って、リミッタフィルタＦＬ＿ｉは、高音量レベルを有する雑音からユーザ２の聴力を保護するように機能している。
【００４８】
フィードフォワードフィルタＦＦ＿ｉからの出力信号を制限するべく、リミッタフィルタＦＬ＿ｉは、フィードフォワードフィルタＦＦ＿ｉからの出力信号の周波数成分が通過することによって限度閾値未満の振幅を有することを許容しており、従って、これは、限度閾値超の振幅を有する周波数成分を限度振幅にカットオフしている
【００４９】
再生モジュール３４は、リミッタモジュール３３から１１個の出力信号を受信し、且つ、外部音響空間１２のパーティション化に準拠するように、到来元の入射セクタＳｅｃｔ＿ｉを考慮しつつ、これらの信号を再度組み合わせている。又、再生モジュール３４は、上述の音楽信号４０をも受信している。
【００５０】
再生モジュール３４は、リミッタモジュール３３からの組み合わせられた１１個の出力信号と音楽信号４０とを混合しており、従って、これは、ユーザ２の両耳聴取に準拠した左側再生信号Ｓｒ＿ｇ及び右側再生信号Ｓｒ＿ｄを生成している。
【００５１】
左側再生信号Ｓｒｇ及び右側再生信号Ｓｒｄは、増幅器モジュール３５によって増幅されると共にケーブル４を介して左側イヤピース３ａのラウドスピーカ１６及び右側イヤピース３ｂのラウドスピーカ１６に送信されるステレオ信号を形成している。
【００５２】
次いで、左側イヤピース３ａのラウドスピーカ１６及び右側イヤピース３ｂのラウドスピーカ１６は、それぞれ、ユーザ２の左側イヤピース３ａの内部音響空間１１内に、且つ、右側イヤピース３ｂの内部音響空間１１内に、再生雑音を再生する。
【００５３】
それぞれの内部マイクロフォン１５は、イヤピース３の内部音響空間１１内において内部雑音をピックアップし、且つ、この内部雑音を表す内部電気信号を生成する。
【００５４】
フィードバックモジュール３６は、二つのフィードバックフィルタＦＢを有する。それぞれのフィードバックフィルタＦＢは、内部電気信号を内部マイクロフォン１５のうちの一つから受信し、且つ、内部音響空間１１内に存在している減衰における残留雑音に対応した残留電気信号を隔離している。残留雑音は、イヤピース３が内部音響空間１１内に進入することを許容している雑音と骨伝導によって耳道に伝達される生理学的雑音との組合せによって構成されている。
【００５５】
次いで、フィードバックフィルタＦＢは、再生モジュール３４が、残留雑音との関係において、同一の利得を有すると共に反対の位相を有する、反対の補正雑音を生成するように、反対の残留電気信号Ｓｅｒを生成し、且つ、反対の残留信号Ｓｅｒを再生モジュール３４に送信する。
【００５６】
これは、特に、１０Ｈｚ〜１ｋＨｚの範囲に位置する残留雑音の低周波数成分における３０ｄＢのレベルの最大減衰を得ることにより、残留雑音を減衰させるように機能する。
【００５７】
従って、フィードバックモジュール３６は、外部雑音を減衰させると共に、フィードバックフィルタＦＢのフィードバック設定の関数として、相対的に大きな程度に又は相対的に乏しい程度にこれを実行するように、適合されている。
【００５８】
上述のように、第一処理チャネル３０は、プロセスフィルタＦＦ＿ｉのフィードフォワード設定、フィードバックフィルタＦＢのフィードバック設定、及びリミットフィルタＦＬ＿ｉの限度閾値によって構成された調節設定を使用することにより、動作している。
【００５９】
フィードフォワード設定、フィードバック設定、限度閾値、並びに、イヤピース３によって提供される受動型の減衰が制御装置１の合計利得に寄与している。制御装置１の合計利得は、合計増幅であってもよく、或いは、合計減衰であってもよい。
【００６０】
制御装置１は、組み合わせられた方式により、第一処理チャネル３０のリミットフィルタの限度閾値、フィードフォワードフィルタＦＦ＿ｉのフィードフォワード設定、及びフィードバックフィルタＦＢのフィードバック設定（並びに、従って、制御装置１の合計利得）を調節するように機能する、プロセッサ手段２０内において実装された第一調節手段を有する。
【００６１】
制御装置１のユニット５は、制御装置１のユーザ２が第一調節手段を制御できるようにする第一ユーザインタフェース４５（図１において可視状態である）を有する。この例においては、第一ユーザインタフェース４５は、一つのポテンショメータと、一つ以上の調節ボタンと、を具備する。
【００６２】
第一調節手段は、合計利得が合計減衰であるのか又は合計増幅であるのかのユーザ２による選択を可能にしている。
【００６３】
ユーザ２が合計減衰を選択した際には、ユーザ２は、イヤピース３自体によって提供される受動型の減衰を上回る又は下回る合計減衰レベルを調節することができる。
【００６４】
図６を参照すれば、合計減衰レベルが、受動型の減衰４６を上回っている、即ち、点線のシェーディングを有するゾーンに対応している、際には、第一処理チャネル３０は、合計減衰レベルに到達するべく、更なる減衰を生成する必要がある。
【００６５】
この状況は、特に、指向性外部雑音が、強力な減衰を必要とする望ましくない雑音である際に発生する。
【００６６】
関係するフィードフォワードフィルタＦＦ＿ｉ及びフィードバックフィルタＦＢが更なる減衰を提供するように、フィードフォワード設定及びフィードバック設定が調節される。
【００６７】
第一調節手段は、リミットフィルタＦＬ＿ｉを起動する手段を含んでおり、且つ、この状況において、これらは、対象のリミットフィルタＦＬ＿ｉを停止する。次いで、指向性外部信号Ｓｉｇｎ＿ｉを制限するべく、フィードバック設定及びフィードフォワード設定の適切な調節を介して、フィードフォワードフィルタＦＦ＿ｉ及びフィードバックフィルタＦＢが使用される。この限度は、イヤピース３によって供給される受動型の減衰に追加されるものであり、且つ、過大な音量レベルを有する再生雑音を回避するように機能する。従って、ユーザ２の聴力は、リミットフィルタＦＬ＿ｉが停止された際に、イヤピース３により、受動的に、且つ、フィードフォワードフィルタＦＦ＿ｉ及びフィードバックフィルタＦＢにより、能動的に、保護される。
【００６８】
合計利得が、受動型減衰４６を下回る合計減衰である、即ち、図６の連続的なラインのシェーディングを有するゾーンに対応している、際には、第一処理チャネル３０は、イヤピース３によって提供される受動型減衰を低減するべく、雑音を増幅する必要がある。
【００６９】
同様に、合計利得が、合計増幅である、即ち、横軸の下方に位置した図６の連続的なラインのシェーディングを有するゾーンに対応している、際には、第一処理チャネル３０は、受動型の減衰の効果をキャンセルすると共に更なる増幅を提供するべく、雑音を増幅する必要ある。
【００７０】
これら二つの状況は、特に、指向性外部雑音が、ユーザ２が、イヤピース３によって生成される受動型減衰の影響を低減しつつ増幅することを求めている、或いは、少なくとも聴取することを求めている、発話などの、有用な雑音である際に、発生する。この結果、指向性外部信号Ｓｉｇｎ＿ｉは、変更されることなしに、或いは、通常は５０Ｈｚ〜８ｋＨｚの範囲内に位置する周波数帯域内の増幅を伴って、転送される。
【００７１】
フィードフォワード設定は、フィードフォワードフィルタＦＦ＿ｉが合計増幅を実行するように、調節される。
【００７２】
このような状況において、リミットフィルタＦＬ＿ｉを起動する手段は、対象のリミットフィルタＦＬ＿ｉを起動する。従って、大音量レベルを有する雑音からのユーザ２の聴力の保護が、イヤピース３によって受動的に、且つ、リミットフィルタＦＬ＿ｉによって能動的に、実行される。
【００７３】
これらの状況の両方において、限度閾値は、合計利得の関数として調節され、第一処理チャネルによって提供される増幅が大きいほど、限度閾値も大きいことを理解されたい。従って、大音量レベルを有する雑音は、ユーザ２によって実行される合計利得の調節に比例した状態において制限される。特定の合計利得を超過した際には、限度閾値は、もはや変化せず、且つ、その結果、限度閾値は、ユーザの耳を保護するべく、最大レベルにおいて固定される。
【００７４】
再度図４を参照すれば、ユニット５のマイクロコントローラ２２及びプロセッサ手段２０により、第二処理チャネル５０を実装することができる。
【００７５】
第二処理チャネル５０は、音響供給源を識別する識別モジュール５１を含む。
【００７６】
識別モジュール５１は、１１個の識別入力Ｅｎｔ＿ｉと、一つの設定出力Ｓｐと、を有する。
【００７７】
それぞれの識別入力Ｅｎｔ＿ｉは、外部音響空間をパーティション化するモジュール３１に接続され、且つ、１１個の入射セクタＳｅｃｔ＿ｉのうちの個々のものから到来する指向性外部雑音にそれぞれが対応する１１個の指向性外部信号Ｓｉｇｎ＿ｉのうちの一つを受信している。
【００７８】
設定出力Ｓｐは、フィードフォワードモジュール３２に、リミットモジュール３３に、且つ、フィードバックモジュール３６に、接続されている。
【００７９】
識別モジュール５１は、設定をフィードフォワードモジュール３２に適用することにより（且つ、これにより、フィードフォワード設定を調節することにより）、リミットモジュール３３に適用することにより（且つ、これにより、限度閾値を調節することにより）、且つ、フィードバックモジュール３６に適用することにより（且つ、これにより、フィードバック設定を調節することにより）、設定出力Ｓｐを介して第一処理チャネルを設定するのに適している。
【００８０】
制御装置１は、識別モジュール５１を調節するべくプロセッサ手段２０内において実装された第二調節手段を有する。制御装置１のユニット５は、制御装置１のユーザ２が第二調節手段を制御できるようにする第二ユーザインタフェース５３を有する。
【００８１】
識別モジュール５１は、以下のように動作する。
【００８２】
第二ユーザインタフェース５３により、ユーザは、有用な雑音のタイプ（発話やアラームなど）を選択することが可能であり、且つ、１１個の入射セクタＳｅｃｔ＿ｉから第一入射セクタＳｅｃｔ１及び第二入射セクタＳｅｃｔ２を選択することができる。
【００８３】
識別モジュール５１は、第二入射セクタＳｅｃｔ２から到来するすべての指向性外部雑音を強力且つ完全に減衰させる。
【００８４】
識別モジュール５１は、ユーザによって実施された選択の関数として、それぞれの第一入射セクタＳｅｃｔ１から到来する指向性外部雑音が有用な雑音であるかどうかを識別する。指向性外部雑音のタイプは、スペクトルから抽出された複数のパラメータと、指向性外部信号Ｓｉｇｎ＿ｉの時間コンテンツと、に基づいて識別される。
【００８５】
指向性外部雑音が有用な雑音である場合には、識別モジュール５１は、制御装置１の合計利得が、合計増幅となるように、或いは、さもなければ、受動型減衰未満の合計減衰となるように、第一処理チャネル３０を設定する。合計利得レベルは、第一調節手段を介して調節される。
【００８６】
指向性外部雑音が望ましくない雑音である場合には、識別モジュール５１は、制御装置の合計利得が強力な合計減衰となるように、第一処理チャネル３０を設定する。
【００８７】
第一処理チャネル３０によって実行される処理と第二処理チャネル５０によって実行される処理は、並行して実行される、即ち、第一処理チャネル３０が１１個の入射セクタＳｅｃｔ＿１の指向性外部信号Ｓｉｇｎ＿ｉのすべてを処理している間に、第二処理チャネル５０の識別モジュール５１が第一入射セクタＳｅｃｔ＿１内の雑音の有用なタイプを識別していることを理解されたい。
【００８８】
第二処理チャネル５０によって確立された設定は、当然のことながら、第一調節手段を介して確立された設定を上回る優先順位を有する。ユーザ２が、第二セクタＳｅｃｔ２であるものとして、入射セクタＳｅｃｔ＿ｉを選択した場合に、その入射セクタから到来するすべての指向性外部雑音は、第一調節手段を使用することによって生成される調節とは無関係に、強力に減衰される。
【００８９】
従って、第一処理チャネル３０のフィードフォワード設定、フィードバック設定、及び限度閾値は、第二処理チャネル５０によって実行される処理の関数として（且つ、当然のことながら、第一調節手段及び第二調節手段を介してユーザ２によって実施された調節の関数として）、動的に変化する。
【００９０】
従って、並行して、第一処理チャネル３０により、且つ、第二処理チャネル５０により、実行される能動型の雑音制御は、相対的に高度な反応性を有しているのみならず、相対的に相当に効果的でもある。具体的には、第一処理チャネル３０によって実行される処理は、通常は、フィードフォワードフィルタＦＦ＿ｉにおいて約５０マイクロ秒である、非常にわずかなレイテンシーを有し、第二処理チャネル５０によって実行される雑音識別は、通常は１ミリ秒〜１０ミリ秒の範囲に位置する、相対的に長い計算時間を必要としている。従って、第一処理チャネル３０は、実行される処理（例えば、フィードフォワードフィルタのそれぞれによって実行される開ループ予期制御）と、過大な遅延に晒されてはならない有用な雑音の再生と、の両方にとって有害である、遅延に晒されない。
【００９１】
本発明は、上述の特定の実施形態に限定されるものではなく、逆に、請求項によって定義された本発明の範囲に含まれるすべての変形をカバーしている。
【００９２】
以上、リモートユニットにケーブルによって接続された二つのイヤピースを有する能動型雑音制御装置について説明したが、ケーブルを無線送信（ＷｉＦｉなど）によって置換することが完全に可能であり、二つのイヤピース内において（或いは、イヤピースのうちの一つのイヤピース内においてのみ）ユニットのプロセッサ手段を内蔵することが完全に可能であり、無線リンク上においてイヤピースと通信するリモートサーバ内に複数の制御装置のプロセッサ手段を内蔵することなどが完全に可能である。二つのイヤピースは、機械的接続要素（ヘッドバンド）を伴ってヘッドセットを一緒に形成してもよく、且つ、耳内イヤフォンの形態を有することは必須ではなく、むしろ、耳殻内型、耳周囲型、耳上部型などの装置の形態を有することもできる。
【００９３】
第一処理チャネル及び第二処理チャネルは、マイクロコントローラにより、且つ、ＤＳＰにより、「デジタル的」に実装されるものと記述されているが、処理チャネルは、「アナログ方式」によって実装することも可能であり、この場合には、それぞれのモジュール又はフィルタは、複数のアナログコンポーネントによって構成されることになろう。
【００９４】
以上の説明においては、二つの外部マイクロフォンによって形成された指向性マイクロフォンが１次双方向性ブロードサイド放射パターンを有しているが、（カージオイドやハイパーカージオイドなどのタイプの放射パターンを有する）なんらかのその他のタイプの指向性マイクロフォンを構成することも完全に可能である。又、なんらかのその他の数の外部マイクロフォンを使用することも完全に可能であり、且つ、なんらかのその他の数のセクタに空間をパーティション化することも完全に可能である。
【００９５】
この例における制御装置は、音楽を聴取するために使用することができるが、決して、この用途に制限されるものではなく、且つ、制御装置は、例えば、雑音の制御のみのために完全に良好に機能することが可能であり、或いは、固定又は携帯電話機に接続することが可能であり、且つ、電話機による通話に関与するべく機能することもできよう。
【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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【国際調査報告】
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