ACTIVE SILENCER

• (In Japanese)佐藤 寧
• (In Japanese)龍 敦子

• (In Japanese)国立大学法人九州工業大学

騒音を、それに対して逆位相の音を発生することにより、アクティブに消音する消音装置は、以前から使用されていた。
図1－1は、アクティブ消音装置による消音の概略を説明する図である。図1－1に示すように、アクティブ消音装置は、騒音源10からの騒音を人50がいる地点で打ち消すように、騒音源からの音をマイク20で拾い、その騒音信号に対して、アンプ30により逆位相で増幅し、スピーカ40により逆位相で音を発生する。
図1－2は、そのアクティブに消音するための具体的構成例を示すものである。騒音は、マイクA20で電気的信号に変換されて、スピーカ40で再生したときに消音するのに適切な発生音となるように適応フィルタ32により処理され、アンプ30で増幅されて、スピーカ40から出力される。出力された音で騒音を相殺し、適切に消音されたかどうかをモニタマイクB34で検出する。モニタマイクB34で電気信号に変えられた信号は、適応フィルタ32にフィードバックされ、適切な音をスピーカ40から発生するように適応フィルタ32の係数を変化させる。
これらの構成は、入力された電気信号をデジタルに変換して、DSP（Digital Signal Processor：デジタル信号処理プロセッサ）等を用いてデジタル信号処理されることで実現されていることが多い。アクティブ消音装置については、例えば特許文献1等を参照されたい。

さて、消音装置におけるスピーカの利用において問題となっていることの1つは、図2のグラフに示すような、スピーカによる応答遅れである。図2（a）はスピーカへの入力信号のグラフであり、図2（b）はスピーカの動きのグラフである。
図2のグラフにおいて、（a）に示したステップ信号の入力信号を、通常のボイスコイルによるダイナミック型スピーカに印加した場合、スピーカは、概略（b）に示すように、立ち上がりで遅れて動作する。このような動作の遅れがある場合、消音対象のエリアとスピーカとの距離が近い場合、消音開始時点では十分に消音ができない。

また、騒音の音源が、例えば、マンションの上階の床から響いているような、平面から発生されている場合、これを相殺するためには、平面波を発生できる、振動板が平面である平面スピーカを用いるとよい。これを図3により説明する。図3において、騒音は平面12から発生している。平面12から発生しているために、平面波として空気中を伝播している。これに対して、平面スピーカ50から、騒音と逆位相の平面波を発生させると、騒音の平面波の山（＋）と谷（－）と、発生された音の平面波の谷（－）と山（＋）とが一致し、完全に相殺され、騒音が消音される。
平面スピーカを利用して、大きな平面から発生する騒音を相殺する場合には、複数のボイスコイルを用いて、平面である振動板を駆動する必要がある。しかしながら、使用する複数のボイスコイルの特性にはばらつきがあり、平面の振動板を一律に駆動できないという問題もあった。
なお、アクティブに消音するときに、平面スピーカを利用したものとして、例えば、特許文献2等がある。

【特許文献1】
特開平5－61480号公報
【特許文献2】
特開2007－321332号公報

本願発明は、騒音に対して逆位相の音を発生することにより、騒音を消音するアクティブ消音装置に関し、特に応答特性を改善した消音装置に関するものである。

• G10K  11/178     by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
• E04B   1/82      specifically with respect to sound only

• 2E001DF01 Soundproofing (Air transmitted sounds)
• 2E001DF11 Acoustic effects
• 2E001FA15 Ceiling spaces
• 2E001GA12 Flat boards
• 2E001HF14 Soundproofing materials, sound insulating materials
• 2E001QA02 Sensors
• 5D061FF02 Electrical means