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ACTIVE SILENCER meetings achieved foreign

Patent code P09A015352
Posted date Mar 19, 2010
Application number P2008-179397
Publication number P2010-020010A
Patent number P5266917
Date of filing Jul 9, 2008
Date of publication of application Jan 28, 2010
Date of registration May 17, 2013
Inventor
  • (In Japanese)佐藤 寧
  • (In Japanese)龍 敦子
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人九州工業大学
Title ACTIVE SILENCER meetings achieved foreign
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an active silencer in which a response characteristic is improved.
SOLUTION: A speaker section is constituted of: a diaphragm 110 for generating sound, a voice coil 120 for driving the diaphragm; and a distance sensor 130 for detecting motion of the diaphragm. Reflection light which is generated from a light emitting diode (LED) 132 and reflected by the diaphragm 110 is detected by a photo-transistor 134, and motion of the diaphragm 110 is detected by measuring a distance from the diaphragm. In a circuit of Fig (b), a signal having a phase opposite to noise is generated from the noise detected by a microphone 140 by an anti-phase generation section 150. Difference between the signal of the anti-phase from the anti-phase generation section 150, and the distance signal of the speaker from the distance sensor 130 is calculated by a difference amplifier 170, and input to a PID control section 160. The difference (deviation e) indicates delay of motion of the speaker. Feedback control is performed in a direction canceling the difference by the PID control section 160.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


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

Field of industrial application (In Japanese)


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。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
騒音を入力するマイクと、
騒音を消音する音を発生するスピーカと、
前記マイクからの騒音信号から、騒音信号と逆位相の信号を生成する逆位相信号生成部と、
前記スピーカの振動板の動きを表す信号を発生する距離センサと、
前記逆位相信号生成部からの逆位相信号に対して、該距離センサからの信号によりフィードバック制御して、前記スピーカを駆動するフィードバック制御部と
を備えることを特徴とするアクティブ消音装置。

【請求項2】
 
騒音を入力する少なくとも1つのマイクと、
n個(n:2以上の自然数)のボイスコイルで駆動されている、平面の振動板を有する平面スピーカと、
前記マイクからの騒音信号から、騒音信号と逆位相の信号を生成する逆位相信号生成部と、
各ボイスコイルの近傍に設けられているn個の距離センサと、
前記逆位相信号生成部からの逆位相信号に対して、該n個の距離センサからのそれぞれの信号によりフィードバック制御して、各距離センサの近傍にあるそれぞれのボイスコイルを駆動するn組のフィードバック制御部と
を備えることを特徴とするアクティブ消音装置。

【請求項3】
 
請求項1又は2に記載のアクティブ消音装置において、
前記フィードバック制御部は、前記距離センサからの信号と前記逆位相信号生成部からの逆位相信号との差信号により、PID制御を行っている
ことを特徴とするアクティブ消音装置。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2008179397thum.jpg
State of application right Registered
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