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技術 2つのボリュームでの開放された境界域において音の通過量を低減させるために、第2次アクチュエータの特定の配置を用いたアクティブな対抗音システム、アクティブな対抗音装置、音波を能動的に低減させる方法、少なくとも部分的に開放された制御ボリュームに対して音波を能動的に低減させるためのアクティブな対抗音システムの使用方法

出願人 エアバスオペレーションズゲーエムベーハー
発明者 ブライトバッハハラルドゲルナークリスティアンザッハウデルフゾマーヨッヘン
出願日 2006年4月5日 (12年6ヶ月経過) 出願番号 2008-504679
公開日 2008年9月11日 (10年1ヶ月経過) 公開番号 2008-537166
状態 拒絶査定
技術分野 防音、遮音、音の減衰
主要キーワード 制御ボリューム 半開放状態 バリア要素 フィードフォワードシステム リファレンスセンサ ノイズ波 防御対策 幾何学的形
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (2)

課題・解決手段

第1次音波(16)を能動的に低減させるアクティブ対抗音システム(10)は、調整ユニット(11)、エラーセンサ(12)、リファレンスセンサ(13)、第2次アクチュエータ(14)を備える。第2次アクチュエータ(14)は対抗音波(15)を発生する。第2次アクチュエータ(15)に接続した調整ユニット(11)はエラー信号(F)及びリファレンス信号(R)を処理して第2次信号(S)を生成する。第2次信号が第2次アクチュエータ(14)に送られて該アクチュエータが制御されることで対抗音波(15)が生成され、エラー信号(F)が低減されて適正な音波低減が行われる。カーテンと同様に開放空間におけるアクティブな音波低減を保証するために、複数の第2次アクチュエータ(14)は、開放された通過域(21)の外周縁に配置され、この通過域(21)に第1次音波(16)が入り込む。

概要

背景

音波、特にノイズ等の干渉性音波は、ノイズ吸収装置を用いて受動的に低減させるか、あるいは、一般的に知られたアクティブノイズ制御(ANC)を用いて能動的に低減させることができる。

既知ANCシステム原理的に、以下のように機能する。第1次アクチュエータ(例えば、ノイズ源)は、少なくとも1つの第1次音波(例えば、正弦波状の音波)を発生させる。干渉性の第1次音波を能動的に減少させ、更にはこれを消去するために、この第1次音波には第2次音波、つまり最良には第1次音波と同一の振幅及び周波数をもち、かつ位相が180°だけずれた対抗音波重畳させる必要がある。このためにANC調整装置が設けられる。この調整装置は、第1次音波に対して同期したリファレンス(基準)信号を処理し、該リファレンス信号は、例えばリファレンスセンサを用いて取得され、またエラー信号は、エラーセンサ、例えばエラーマイクロフォンによって記録され、調整装置は該信号から、リファレンス信号の周波数をもち、振幅及び位相が異なる第2次信号を算出する。この第2次信号は第2次アクチュエータ(例えば、ラウドスピーカ)に送られ、これは第2次信号を、単一又は複数の対抗音波へと変換する。そして、重畳された波動は、エラーセンサによって再び取得され、調整又は制御が続行されるが、これは結果として得られる音波が最小となるようにするためである。

例えば、ACTIVE04(Williamsburg, Virginia,2004年9月20日から22日)での、Colin H Hansen氏(Active Noise and Vibration control Group, School of Mechanical Engineering, University of Adelaide, SA 5005, Australia, chansen@mecheng.adelaide.edu.au)による報告書「Current and Future Industrial Applications of Active Noise Control(アクティブノイズ制御についての現在及び将来の工業的応用)」で述べられているように、ANCシステムを用いて、管内、つまり2つの開放された通過域をもった半開放状態制御ボリュームにおいて音波を弱め、低減させることは公知である。但し、これは、1次元音波の伝播を伴う全体的に簡易なシステムであって、本システムでのアクティブな音波低減は、管内に第2次アクチュエータを配置することによって容易に実現できる。

更にまた、閉塞された制御ボリュームにおいてアクティブな音波低減を行うことが知られている。

報告書「Active Sound Control on the Flight Deck of a C 130 Hercules(C130ハーキュリーズの飛行甲板でのアクティブな音制御)」(これもまた、ATCIVE04 (Williamsburg,Virginia,2004年9月20日から22日)においてJon Gorman氏、Richard Hinchliffe氏、及びIan Stothers氏(Ultra Electronics Controls Division, Vitrum Building, St. John’s Innovation Park, Cowley Road, Cambridge, CB4 OWS, England, jon.Gorman@ultracontols.aero)により提示された)では、閉じた制御ボリューム内、つまり航空機胴体内において、局所的な範囲で音を減衰させること、すなわち局所領域で第1次音波を低減させるANCシステムが開示された。

報告書「An actively controlled triple−glazed window(アクティブに制御される3重ガラスを嵌めた窓)」(「The 33rd International Congress and Exposition on Noise Control Engineering」(inter−noise 2004),2004年8月22日から25日,Pragueにて,Czech Republic, A.Jakob氏, R.Bauers氏, M.Moser氏,(Institute of Technical Acoustics, Technical University of Berlin, Einsteinufer 25, D−10587 Berlin, Germany, andre.jakob@tu−berlin.de))では、3重ガラスを嵌めた窓用のANCシステムを開示している。この場合にも、閉じた制御ボリューム、つまり3重に嵌めたうちの2つのガラス板の隙間において、第1次音波についてアクティブな音波低減がなされる。この構成では、複数の第2次アクチュエータが隙間の周縁部に配置されることで、閉じた制御ボリューム内で音波低減がもたらされる。こうして、閉じた窓を通ってボリューム後方へと向かう音の通過量を低減させることができる。

上記に説明したシステムでは、アクティブな音波低減が可能となるが、これは、閉じた制御ボリューム又は簡単な幾何学的形状の制御ボリュームにおいて制御ボリューム内の1次元音波の伝播を伴う場合でしかないという不都合をもつ。

概要

第1次音波(16)を能動的に低減させるアクティブな対抗音システム(10)は、調整ユニット(11)、エラーセンサ(12)、リファレンスセンサ(13)、第2次アクチュエータ(14)を備える。第2次アクチュエータ(14)は対抗音波(15)を発生する。第2次アクチュエータ(15)に接続した調整ユニット(11)はエラー信号(F)及びリファレンス信号(R)を処理して第2次信号(S)を生成する。第2次信号が第2次アクチュエータ(14)に送られて該アクチュエータが制御されることで対抗音波(15)が生成され、エラー信号(F)が低減されて適正な音波低減が行われる。カーテンと同様に開放空間におけるアクティブな音波低減を保証するために、複数の第2次アクチュエータ(14)は、開放された通過域(21)の外周縁に配置され、この通過域(21)に第1次音波(16)が入り込む。

目的

本装置では、第2次アクチュエータは、複数の該アクチュエータが少なくとも部分的に開放された通過域の外縁寄りに位置するように配置され、この通過域は外周縁をもち、当該通過域に第1次音波が入り込むが、その目的は、カーテンと同様に、対抗音波の通過域の背後に配置される空間(少なくとも部分的に開放される)の少なくとも一部についてアクティブな音波低減を保証することにある

効果

実績

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請求項1

第1次音波(16)を発する第1次アクチュエータから出る少なくとも1つの第1次音波を能動的に低減させるためのアクティブ対抗音システム(10)であって、1つ以上の調整ユニット(11)と、1つ以上のエラーセンサ(12)と、1つ以上のリファレンスセンサ(13)と、複数の第2次アクチュエータ(14)を有し、前記第2次アクチュエータ(14)が対抗音波(15)を放射するように構成し、前記エラーセンサ(12)が前記調整ユニット(11)に接続され、該センサ重畳された音波(15,16,16’)を検出し、これらの音波は接続手段によって前記調整ユニット(11)に、エラー信号(F)として伝送され、前記リファレンスセンサ(13)が前記調整ユニット(11)に接続され、該センサは少なくとも1つの第1次音波(16)を検出し、該音波は接続手段によって前記調整ユニット(11)に伝送され、前記リファレンスセンサ(13)及び前記エラーセンサは、1つのセンサに統合されるように設計されており、前記調整ユニット(11)は前記第2次アクチュエータ(15)に接続され、前記調整ユニットが前記エラー信号(F)及びリファレンス信号(R)を処理し、第2次信号(S)を用いて、前記エラー信号(F)に応じて前記第2次アクチュエータ(14)を制御するために、接続手段によって前記第2次アクチュエータ(14)に伝送される第2次信号(S)を生成することで、前記第2次アクチュエータ(14)が、エラー信号(F)を低減させる対抗音波(15)を生成し、適正な音波低減が行われるようにし、前記第2次アクチュエータ(14)は、それらが少なくとも部分的に開放された通過域外周縁に位置するように配置されており、カーテンのような、開放された対抗音波(15)の通過域(21)から、その背後で少なくとも部分的に開放された空間の一部においてアクティブな音波低減を保証するために、前記通過域が外周縁をもち、該通過域に前記第1次音波(16)が入り込むようにされた、アクティブな対抗音システム。

請求項2

複数の前記第2次アクチュエータ(14)は、開放された前記通過域(21)の外周縁に沿って等距離とされた、請求項1に記載のアクティブな対抗音システム(10)。

請求項3

前記第2次アクチュエータ(14)の数が、複数のパラメータ、つまり遮蔽される空間の幾何学的形状、開放された前記通過域(21)の幾何学的形状、前記第1次音波(16)のスペクトル成分、前記第1次音波(16)の振幅及び/又は周波数、所望の音波低減の度合に応じて選定された、請求項1又は2に記載のアクティブな対抗音システム(10)。

請求項4

前記第2次アクチュエータ(14)のタイプが、複数のパラメータ、つまり遮蔽される空間の幾何学的形状、開放された前記通過域(21)の幾何学的形状、前記第1次音波(16)のスペクトル成分、前記第1次音波(16)の振幅及び/又は周波数、所望の音波低減の度合に応じて選定された、請求項1から3のいずれか1項に記載のアクティブな対抗音システム(10)。

請求項5

複数の前記エラーセンサ(12)が定位置に設けられ、前記エラーセンサ(12)の数及び/又は位置が、複数のパラメータ、つまり遮蔽される空間の幾何学的形状、開放された前記通過域(21)の幾何学的形状、前記第1次音波(16)のスペクトル成分、前記第1次音波(16)の振幅及び/又は周波数、所望の音波低減の度合に応じて選定された、請求項1から4のいずれか1項に記載のアクティブな対抗音システム(10)。

請求項6

第1次音波を発する第1次アクチュエータから出る少なくとも1つの第1次音波を能動的に低減させるための方法であって、リファレンスセンサ(13)を用いて、前記第1次音波(16)のリファレンス信号(R)を取得し、エラーセンサ(12)を用いて、重畳された音波(15,16,16’)のエラー信号(F)を取得し、前記リファレンスセンサ(13)及び前記エラーセンサは、1つのセンサに統合されるように設計されており、接続手段によって前記エラー信号(F)及び前記リファレンス信号(R)を、調整ユニット(11)に送信して、前記調整ユニット(11)が、送信された信号(R,F)を評価し、第2次信号(S)を生成し、前記第2次信号(S)を、第2次アクチュエータ(14)に対して接続手段によって送信し、前記第2次アクチュエータ(14)を、第1次音波(16)に対して開放された通過域(21)の外周縁に配置し、前記第2次アクチュエータ(14)が、送信された前記第2次信号(S)から対抗音波(15)を生成し、カーテンと同様に前記対抗音波を、開放された前記通過域(21)で重畳させることで、開放された前記通過域を通って伝播する第1次音波(16,16’)を低減させ又は除去し、以上のステップ制御回路において反復して実行する方法。

請求項7

外周縁をもつ開放された通過域(21)を有する、少なくとも部分的に開いた制御ボリューム(20)を備え、前記制御ボリューム(20)において第1次音波(16)を能動的に低減させるために請求項1から6のいずれか1項に記載したアクティブな対抗音システム(10)を備えた、アクティブな対抗音システム装置(30)。

請求項8

少なくとも部分的に開いた制御ボリューム(20)に対する音波を能動的に低減させるための、アクティブな対抗音システム(10)の使用方法

技術分野

0001

本出願は、2005年4月7日に提出した独国特許出願第10 2005 016 021.2号及び2005年4月7日に提出した米国特許仮出願第60/669,061号の出願日の利益を請求し、その開示内容をここに参照として援用する。

0002

本発明は、第1次音波を発する第1次アクチュエータから生じる、少なくともの1つの第1次音波を能動的に低減させるアクティブ対抗音システムであって、2つのボリューム体積領域)での開放された境界域上又は該境界域を通して音波通過量を減少させるために第2次アクチュエータの特定の配置を用いるシステムに関する。更には、本発明は、アクティブな対抗音システム装置と、音波を能動的に低減させる方法と、少なくとも部分的に開放された制御ボリュームに対して音波を能動的に低減させるための、アクティブな対抗音波システムの使用法に関する。

背景技術

0003

音波、特にノイズ等の干渉性音波は、ノイズ吸収装置を用いて受動的に低減させるか、あるいは、一般的に知られたアクティブノイズ制御(ANC)を用いて能動的に低減させることができる。

0004

既知ANCシステム原理的に、以下のように機能する。第1次アクチュエータ(例えば、ノイズ源)は、少なくとも1つの第1次音波(例えば、正弦波状の音波)を発生させる。干渉性の第1次音波を能動的に減少させ、更にはこれを消去するために、この第1次音波には第2次音波、つまり最良には第1次音波と同一の振幅及び周波数をもち、かつ位相が180°だけずれた対抗音波を重畳させる必要がある。このためにANC調整装置が設けられる。この調整装置は、第1次音波に対して同期したリファレンス(基準)信号を処理し、該リファレンス信号は、例えばリファレンスセンサを用いて取得され、またエラー信号は、エラーセンサ、例えばエラーマイクロフォンによって記録され、調整装置は該信号から、リファレンス信号の周波数をもち、振幅及び位相が異なる第2次信号を算出する。この第2次信号は第2次アクチュエータ(例えば、ラウドスピーカ)に送られ、これは第2次信号を、単一又は複数の対抗音波へと変換する。そして、重畳された波動は、エラーセンサによって再び取得され、調整又は制御が続行されるが、これは結果として得られる音波が最小となるようにするためである。

0005

例えば、ACTIVE04(Williamsburg, Virginia,2004年9月20日から22日)での、Colin H Hansen氏(Active Noise and Vibration control Group, School of Mechanical Engineering, University of Adelaide, SA 5005, Australia, chansen@mecheng.adelaide.edu.au)による報告書「Current and Future Industrial Applications of Active Noise Control(アクティブノイズ制御についての現在及び将来の工業的応用)」で述べられているように、ANCシステムを用いて、管内、つまり2つの開放された通過域をもった半開放状態の制御ボリュームにおいて音波を弱め、低減させることは公知である。但し、これは、1次元音波の伝播を伴う全体的に簡易なシステムであって、本システムでのアクティブな音波低減は、管内に第2次アクチュエータを配置することによって容易に実現できる。

0006

更にまた、閉塞された制御ボリュームにおいてアクティブな音波低減を行うことが知られている。

0007

報告書「Active Sound Control on the Flight Deck of a C 130 Hercules(C130ハーキュリーズの飛行甲板でのアクティブな音制御)」(これもまた、ATCIVE04 (Williamsburg,Virginia,2004年9月20日から22日)においてJon Gorman氏、Richard Hinchliffe氏、及びIan Stothers氏(Ultra Electronics Controls Division, Vitrum Building, St. John’s Innovation Park, Cowley Road, Cambridge, CB4 OWS, England, jon.Gorman@ultracontols.aero)により提示された)では、閉じた制御ボリューム内、つまり航空機胴体内において、局所的な範囲で音を減衰させること、すなわち局所領域で第1次音波を低減させるANCシステムが開示された。

0008

報告書「An actively controlled triple−glazed window(アクティブに制御される3重ガラスを嵌めた窓)」(「The 33rd International Congress and Exposition on Noise Control Engineering」(inter−noise 2004),2004年8月22日から25日,Pragueにて,Czech Republic, A.Jakob氏, R.Bauers氏, M.Moser氏,(Institute of Technical Acoustics, Technical University of Berlin, Einsteinufer 25, D−10587 Berlin, Germany, andre.jakob@tu−berlin.de))では、3重ガラスを嵌めた窓用のANCシステムを開示している。この場合にも、閉じた制御ボリューム、つまり3重に嵌めたうちの2つのガラス板の隙間において、第1次音波についてアクティブな音波低減がなされる。この構成では、複数の第2次アクチュエータが隙間の周縁部に配置されることで、閉じた制御ボリューム内で音波低減がもたらされる。こうして、閉じた窓を通ってボリュームの後方へと向かう音の通過量を低減させることができる。

0009

上記に説明したシステムでは、アクティブな音波低減が可能となるが、これは、閉じた制御ボリューム又は簡単な幾何学的形状の制御ボリュームにおいて制御ボリューム内の1次元音波の伝播を伴う場合でしかないという不都合をもつ。

発明が解決しようとする課題

0010

特に、本発明の目的は、制御ボリューム、つまり、少なくとも部分的に開放された空間内で複数の方向に伝播する第1次音波について、アクティブな音波低減を効果的に実現することにあり、この音波低減は、局所的に生じるだけでなく、空間全体、つまり制御ボリューム全体に関して生じる。

課題を解決するための手段

0011

この目的は、独立請求項1の特徴をもったアクティブな対抗音システムによって達成され、該システムは、2つのボリュームでの開放された境界域において、音の通過量を低減させるために、第2次アクチュエータについて特定の配置をもつ。更には、本発明の目的は、残りの独立請求項の特徴をもった、アクティブな対抗音システム装置、音波を能動的に低減させる方法、少なくとも部分的に開放された制御ボリュームに対して音波を能動的に低減させるアクティブな対抗音システムの使用方法によって達成される。

0012

本発明によるアクティブな対抗音システムは、1つ以上の調整ユニット、1つ以上のエラーセンサ、1つ以上のリファレンスセンサ、そして1つ又は複数の第2次アクチュエータを備える。第2次アクチュエータは、対抗音波を放射するように設計される。エラーセンサは調整ユニットに接続され、該センサは重畳された音波を検出し、音波を取得できる場合に、それらの音波をエラー信号として、接続手段によって調整ユニットに伝送する。リファレンスセンサは調整ユニットに接続され、1つ以上の第1次音波を検出し、これに対応するリファレンス信号を、接続手段によって調整ユニットに伝送する。調整ユニットは第2次アクチュエータに接続され、該調整ユニットはエラー信号及びリファレンス信号を処理し、これらの信号から第2次信号を生成する。この第2次信号は、接続手段によって第2次アクチュエータに伝送されるが、これは、エラー信号に応じて、第2次信号を用いて第2次アクチュエータを制御するためであり、前記第2次アクチュエータは、エラー信号を低減させる対抗音波を生成することで、適正な音波低減を実現する。

0013

本装置では、第2次アクチュエータは、複数の該アクチュエータが少なくとも部分的に開放された通過域の外縁寄りに位置するように配置され、この通過域は外周縁をもち、当該通過域に第1次音波が入り込むが、その目的は、カーテンと同様に、対抗音波の通過域の背後に配置される空間(少なくとも部分的に開放される)の少なくとも一部についてアクティブな音波低減を保証することにある。

0014

更にまた、本発明によると、制御ボリューム及び上記特徴をもったアクティブな対抗音システムを備えたアクティブな対抗音装置が、制御ボリュームにおける第1次音波を能動的に低減させるために得られる。

0015

本発明に従って、第1次音波を発する第1次アクチュエータから出る少なくとも1つの第1次音波を能動的に低減させるための方法では、リファレンスセンサを用いて、第1次音波のリファレンス信号が得られる。更に、エラーセンサを用いて、エラー信号が、重畳された音波により得られる。エラー信号及びリファレンス信号は接続手段により調整ユニットに送信される。更に調整ユニットは送信された信号を評価し、第2次信号が生成される。第2次信号は、接続手段により第2次アクチュエータへ送信される。第2次アクチュエータは、第1次音波に対して、開放された通過域の外周縁に配置される。更にまた、第2次アクチュエータを用いて、第2次音波が、送信された第2次信号から生成され、カーテンと同様に、この第2次音波が、開放された通過域上で重畳され、これにより、開放された通過域を通って伝播する第1次音波が、少なくとも低減され及び/又は除去され、以上のステップが、制御回路として設計されるアクティブな対抗音システムにおいて、反復され及び/又は連続的に実行される。

0016

更にまた、本発明によると、少なくとも部分的に開放された制御ボリュームにて音波を能動的に低減させるためのアクティブな対抗音システムの使用方法が提供される。

0017

本発明の基本的な発想は、第2次アクチュエータを用いたアクティブな対抗音システムの取り付けを含み、この第2次アクチュエータは、境界付近に位置するように、つまり第1次音波に対する開放された通過域の外周縁に沿って配置され、該アクチュエータは、第2次音波、つまり、開放された通過域において第1次音波に重畳される対抗音波を生成し、これによって第1次音波を低減させるか又は除去する。このように、ある種の「音響学的なカーテン」が生み出され、これを通して通過域の背後で第1次音波の伝播方向において該第1次音波を、少なくとも低減できる。

0018

一般的に言えば、第1次波ノイズ波である。よって、第2次音波、つまり対抗音波は、対応する(位相のずれた)ノイズ波である。これを受けて、これらのノイズ波を生成する第2次アクチュエータはラウドスピーカである。

0019

開放された通過域は、閉じた外周縁にとり囲まれた範囲であり、この範囲を通して第1次音波が空間、つまり制御ボリュームに到達する。

0020

この外周縁は任意の閉じた幾何学的形状をもつことができる。但し、特に外周縁は1つの平面内に配置できる。外周縁については簡単な幾何学的形状、例えば、三角形円形長円形楕円形四辺形多角形正方形長方形台形菱形等の形状の周部分として設計できる。

0021

また、外周縁は、所謂エンベロープとして設計でき、これによりノイズ源として設計される第1次アクチュエータを包み込むことができる。このように、このエンベロープの背後の周囲全体が第1次音波の低減を受けることになる。

0022

複数の第2次アクチュエータは、通過域の外周縁に沿って等距離となるように配置することが好ましい。こうして、最適な第1次音波の低減を達成できる。外周縁に沿った等距離の分布によって、アクティブな対抗音システムを調整し又は制御するための簡単なアルゴリズムを用いて、更に簡単なコンピュータモデルを設計できるようになり、これにより第1次音波の更に効果的な低減が保証される。

0023

効果的な第1次音波低減のための第2次アクチュエータの数については、遮蔽される空間、つまり制御ボリュームの幾何学的形状、通過域の幾何学的形状、第1次音波のスペクトル成分、第1次音波の振幅及び/又は周波数、第1次音波の帯域幅、所望の音波低減の度合等を含む、多数のパラメータに依存する。

0024

用語「遮蔽される空間」は、アクティブな(第1次)音波低減が起こる空間又は制御ボリュームを意味する。

0025

一般的に言えば、対抗音波のカーテンが緻密であるほど良く、すなわち、特に調整ユニットが高速で、より精確な程、第1次音波低減量が大きくなる。このことは、第1次音波を効果的に低減させるために、第2次アクチュエータについての相応品質及び/又は量、そして調整ユニットについての相応の品質、又は一般的に言えば調整の質を保証すべきであることを意味する。

0026

第1次音波が狭帯域の場合には、狭帯域の第2次アクチュエータのみが必要である。第1次音波が大振幅の場合には、例えば、更にパワーの大きい第2次アクチュエータ又はこれに相当する多数の第2次アクチュエータが必要である。しかし多くの適用例が可能であるため、パラメータの組み合わせに応じた各種設計について選択肢の全てに言及することはできない。

0027

同じことは、第2次アクチュエータのタイプにも当てまる。この場合にも、効果的な第1次音波低減のために、第2次アクチュエータのタイプについては、遮蔽される空間つまり制御ボリュームの幾何学的形状、通過域の幾何学的形状、第1次音波のスペクトル成分、第1次音波の振幅及び/又は周波数、第1次音波の帯域幅、所望の音波低減の度合等を含む、多数のパラメータに依存する。

0028

大振幅の第1次音波についての上記例と同様に、多くの第2次アクチュエータか、あるいはより振幅の大きい対抗音波を生成する手段をもつ同数の第2次アクチュエータが必要とされる。第1次音波の周波数が低い周波数範囲にある場合には、低い周波数範囲を生成するための第2次アクチュエータが必要とされる。

0029

また、複数のパラメータには互いの間で相関性があるために、本明細書において全ての組み合わせ及び/又は実施形態を列挙することはできない。しかし、特に幾つかの組み合わせ、例えば、多数の高品位の第2次アクチュエータ及び高速で高品位の調整によって、効果的な第1次音波低減がもたらされ、この場合、特に第2次アクチュエータの設計サイズを常に考慮すべきである。

0030

また、エラーセンサの位置は、アクティブな対抗音システムの有効性に影響を及ぼすことがある。

0031

第2次アクチュエータのタイプや数と同様に、エラーセンサの数及び/又はタイプもまた、遮蔽される空間、制御ボリュームの幾何学的形状、通過域の幾何学的形状、第1次音波のスペクトル成分、第1次音波の振幅及び/又は周波数、所望の音波低減の度合等のパラメータに依存する。

0032

更にまた、リファレンスセンサ及びエラーセンサを1つのセンサに統合して設計できる。こうして、所謂フィードフォワードシステム及びフィードバックシステムの両者を設計できる。上記したようにリファレンスセンサを用いて別に取得されるリファレンス信号について、このリファレンス信号はまた、1つのセンサにおいて組み合わされて統合されたエラーセンサ及びリファレンスセンサから得ることもできる。

0033

少なくとも部分的に開放された制御ボリュームに対して音波を能動的に低減させるために、第2次アクチュエータを外周縁において特定の配置構成とした、本発明によるアクティブな対抗音システムの使用は多岐に亘る。例えば、アクティブな対抗音システムは、有効なノイズリダクションを実現するために、ノイズを減衰させる空間の入口領域に配置できる。特に、ノイズ源として設計される第1次アクチュエータは、本システムで効果的に包み込むことができる。同様に、例えば、作業場広間や、ある領域では、法定要件のためにノイズ低減義務付けられており、この場合にノイズの影響を効果的に防ぐことができ、その際、作業場の広間全体についてノイズ防御対策を講じる必要はない。

0034

これにより、少なくとも部分的に開放された制御ボリュームと、外周縁をもつ開放された通過域と、本発明によるアクティブな対抗音システムを用いた、アクティブな対抗音装置について多数の適用上の選択肢が得られる。

0035

例えば、これらの装置を複数使用して、平面的な長方形に沿って複数の第2次アクチュエータを配置することで、個々の領域を、音響学的な仕切り又は隔壁のように、ノイズ減衰ゾーンとして擬似的に設計できる。また、飛行場や、高速道路又は鉄道沿線建設現場等での実施例も考えられる。

0036

本発明による装置の使用については、該装置が、開放された通過域を視覚的に遮らないという利点に関係し、これは、例えば、受動的なノイズ防御バリアの場合と同様である。また、ノイズ防御バリア又はノイズ防御バリア要素としての使用は、基本的に音響知覚修正すれば済むという利点を与える。

0037

好ましくは、第2次アクチュエータの配置又は開放された通過域の外周縁の配置構成については、簡単な幾何学的形状として設計される。こうして、面積の大きいノイズ防御を得るために、上記した複数の装置を、モジュール式一緒に配置することができる。

0038

上述した、3重ガラスを嵌めた窓に関連するANCシステムと比較した場合に、本発明で提案するシステムは、窓を開けた状態でも有効である。この適用において、「音響学的カーテン(acoustic curtain)」として使用又は機能が特に明らかとなる。

0039

本発明の典型的な一実施形態を図面に示し、以下、詳細に説明する。

0040

なお、図に示す図形は概略的なものであって、正確な縮尺ではない。

発明を実施するための最良の形態

0041

以下に図面を参照して、本発明の一実施形態によるアクティブな対抗音システム装置30を説明する。

0042

アクティブな対抗音システム装置30は、アクティブな対抗音システム10及び制御ボリューム20を備える。このアクティブな対抗音システム10は、1つの調整ユニット11と、2つのエラーセンサ12と、1つのリファレンスセンサ13と、4つの第2次アクチュエータ14を備える。第2次アクチュエータ14はラウドスピーカとして設計され、これを用いて対抗音波15を生成できる。これらの対抗音波15は正弦波状の音波であって、2つのエラーセンサ12を用いて取得され、本実施例ではこれに対応してマイクロフォンとして設計される。このエラーセンサ12は、ラインによって調整ユニット11に接続されている。このラインを用いて、エラーセンサ12で得たエラー信号Fが調整ユニット11に送信される。第1次音波16は第1次アクチュエータ(図示しない)によって生成され、これはリファレンスセンサ13により、リファレンス信号Rとして取得される。本実施例では、第1次音波16を、正弦波状のノイズ波又は音波の形で示している。よって本実施例では、リファレンスセンサ13がマイクロフォンである。このリファレンスセンサもまた、ラインとして設計される接続手段によって調整ユニット11に接続されている。このラインを用いて、リファレンス信号Rが調整ユニット11に送信される。調整ユニット11は2つの送信された信号R,Fを評価してそれらから第2次信号Sを算出する。この調整ユニット11は、複数のラインを介して第2次アクチュエータ14に接続されている。この接続手段により、調整ユニット11が生成した第2次信号Sは該調整ユニットから第2次アクチュエータ14に送信される。これを受けて第2次アクチュエータ14は、第2次信号Sを対抗音波15へと変換し、該信号に第1次音波16が重畳される。この重畳された1つ又は複数の音波は再びエラーセンサ12によって検出され、そして調整が連続的に実行され、繰り返される。

0043

制御ボリューム20は部分的に開放された制御ボリュームとして設計され、図には直方体形状として概略的に示しており、その一面が開いた通過域21として設計されている。この開いた通過域21を通って、第1次音波16、つまり1つ又は複数の第1次音波16’(これには対抗音波が重畳されており、つまり、第1次音波16’は対抗音波によって減衰している。)が制御ボリューム20内に到達する。

0044

開いた通過域21は、外周縁によってとり囲まれている。この外周縁(図示の実施形態では長方形状とされる)に沿って、第2次アクチュエータ14が配置される。本構成では、複数の第2次アクチュエータ14が、等距離となるように互いに離間している。第2次アクチュエータ14により、開いた通過域21に沿って発した対抗音波15は、ある種の「音響学的カーテン」を形成し、これにより、如何なる第1次音波16も、制御ボリューム20の内部に向かって、これらの対抗音波15の重畳なしには、開いた通過域21を通り抜けることができない。この重畳により、減衰した第1次音波16’が生成され、その減衰の度合いはノイズ低減量、つまり第1次音波の低減量に等しい。

0045

なお、「備える」という語は、その他の要素又はステップを排除せず、また、「1つの」は、複数を排除しないことを指摘しておく。更に指摘すべきことは、前記実施形態の1つを参照して述べた特徴又はステップが、他の前述の実施形態の異なる特徴又はステップと組み合わせて使用できることである。請求項における参照符号は、限定の意味に解すべきでない。

図面の簡単な説明

0046

本発明によるアクティブな対抗音システムを原理的に示す図である。

符号の説明

0047

10アクティブな対抗音システム
11調整ユニット
12エラーセンサ
13リファレンスセンサ
14 第2次アクチュエータ
15対抗音波
16 第1次音波
16’重畳され/減衰した第1次音波
20制御ボリューム
21開放された通過域
Fエラー信号
Rリファレンス信号
S 第2次信号

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