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JP2009013710A - Soundproofing device - Google Patents

Soundproofing device
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JP2009013710A
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noise
acoustic lens
insulating plate
noise suppression
sound insulating
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JP2007178552A
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Japanese (ja)
Inventor
Keishin Nishiura
敬信 西浦
Masahito Nakayama
雅人 中山
Hiroaki Ishii
宏明 石井
Shinichi Nakagawa
真一 仲川
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Ritsumeikan Trust
Takara Sangyo Co Ltd
Original Assignee
Ritsumeikan Trust
Takara Sangyo Co Ltd
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Abstract

Translated fromJapanese

【課題】ANC技術およびPNC技術を適切に組み合わせることによって、十分な通気性能を備えた防音装置を提供する。
【解決手段】部屋の開口部に取付けられ、該開口部を封閉する遮音板1と、遮音板に形成された、フレネル回折を利用した音響レンズ2を備える。音響レンズは、遮音板に形成され、互いに間隔をあけて配置された複数本のスリット3からなる。さらに、遮音板の外側に配置され、音響レンズに入射する雑音を集音する少なくとも1つのマクロフォン4と、マイクロフォンからの出力信号に基づいて予測演算を行うことにより、音響レンズを通って部屋の内部に侵入し、予め決定された雑音抑制地点に収束して共振する雑音と逆位相となる干渉波の周波数、振幅および位相を求め、それに対応する信号を出力する演算部6と、演算部からの出力信号に基づいて干渉波を生成し、雑音抑制地点に向けて発射する干渉波発射部7を備える。
【選択図】図1
A soundproofing device having sufficient ventilation performance is provided by appropriately combining ANC technology and PNC technology.
A sound insulating plate 1 is attached to an opening of a room and seals the opening, and an acoustic lens 2 using Fresnel diffraction is formed on the sound insulating plate. The acoustic lens is formed of a plurality of slits 3 that are formed on a sound insulating plate and spaced apart from each other. Furthermore, by performing prediction calculation based on an output signal from the microphone, and at least one macrophone 4 that is arranged outside the sound insulating plate and collects noise incident on the acoustic lens, the room passes through the acoustic lens. The calculation unit 6 that obtains the frequency, amplitude, and phase of an interference wave that enters the inside and converges at a predetermined noise suppression point and has a phase opposite to that of the noise that resonates, and outputs a corresponding signal from the calculation unit 6 The interference wave emission part 7 which produces | generates an interference wave based on this output signal, and emits it toward a noise suppression point is provided.
[Selection] Figure 1

Description

Translated fromJapanese

本発明は、防音装置、特に、マンションや家屋、およびオフィスビル等の部屋の窓や出入口等に配置される通気性を備えた防音装置に関するものである。  The present invention relates to a soundproofing device, and more particularly, to a soundproofing device having air permeability that is disposed in a window or entrance / exit of a room such as a condominium, a house, and an office building.

近年、真夏の都市部におけるエアコン使用によって消費電力が大幅に増大し、また、その排熱によってヒートアイランド現象が引き起こされ等、エネルギー浪費や環境破壊の問題が生じている。そこで、窓に網戸を取付ける等して、新鮮な自然の外気を部屋の中に取り込むことで涼をとることが注目されている。しかしながら、従来の網戸等を使用した場合、外気とともに環境騒音が部屋の内部に侵入してくるので、環境騒音が特に大きい都市部では問題となる。  In recent years, the use of air conditioners in mid-summer cities has greatly increased power consumption, and the waste heat has caused a heat island phenomenon, causing problems such as energy waste and environmental destruction. In view of this, attention has been focused on cooling by taking fresh natural outside air into the room by attaching a screen door to the window. However, when a conventional screen door or the like is used, environmental noise intrudes into the interior of the room along with the outside air, which is a problem in urban areas where the environmental noise is particularly large.

ところで、従来の雑音抑制システムとしては、受動騒音制御(PNC;Passive Noise Control)と能動騒音制御(ANC;Active Noise Control)との2種類に分類される。
PNCは、遮音壁等を利用して物理的に雑音を遮断、吸収すること、あるいは、音波の回折および干渉等の波動特性を利用して雑音を減衰させることによって、雑音を抑制する。
By the way, conventional noise suppression systems are classified into two types, passive noise control (PNC) and active noise control (ANC).
The PNC suppresses noise by physically blocking and absorbing noise using a sound insulation wall or the like, or attenuating noise using wave characteristics such as diffraction and interference of sound waves.

音波の回折と干渉を利用したPNC技術の1例として、フレネル回折を利用した音響レンズ(「音響フレネルレンズ」とも呼ばれる。)がある(例えば、特許文献1参照)。音響フレネルレンズは、遮蔽物に形成された多数のスリットから構成され、スリットを通過する際の音の回折・干渉作用により、予め決定された地点(雑音抑制地点)に集音させる。雑音はスリットを通過することによって回折する。各スリットから雑音抑制地点までの距離には経路差があるため、雑音抑制地点では異なる位相を有する回折波が互いに干渉する。このとき、雑音抑制地点で同位相の音波が干渉すると強め合い(共振)、逆位相の音波が干渉すると弱め合う(反共振)。したがって、雑音の抑制は、逆位相の音波を干渉させて雑音の音波を相殺することによってなされ、回折波同士の経路差が音波の半波長となるようにスリットの間隔が設定される。  As an example of the PNC technique using the diffraction and interference of sound waves, there is an acoustic lens (also referred to as “acoustic Fresnel lens”) using Fresnel diffraction (see, for example, Patent Document 1). The acoustic Fresnel lens is composed of a large number of slits formed in a shield, and collects sound at a predetermined point (noise suppression point) by diffraction / interference action of sound when passing through the slit. Noise is diffracted by passing through the slit. Since there is a path difference in the distance from each slit to the noise suppression point, diffracted waves having different phases interfere with each other at the noise suppression point. At this time, when the sound waves of the same phase interfere with each other at the noise suppression point, they strengthen (resonance), and when the sound waves of opposite phase interfere, they weaken (anti-resonance). Therefore, noise is suppressed by canceling the sound wave of noise by interfering with the sound wave of opposite phase, and the interval between the slits is set so that the path difference between the diffracted waves becomes a half wavelength of the sound wave.

しかしながら、音響フレネルレンズは回折と干渉を利用するため、雑音の音波が干渉によって相殺される周波数領域に加えて、共振する周波数領域が発生する場合があるという欠点を有している。すなわち、抑制すべき雑音の周波数帯域が狭い場合には、比較的容易に雑音抑制地点に雑音の音波を収束させて互いに反共振させることが可能であるが、抑制すべき雑音の周波数帯域が広くなると、雑音抑制地点に収束する音波のうち反共振するものと共振するものの両方が生じる。特に、低周波数帯域の音波は、波長が長いので、音響フレネルレンズによって収束されたときに共振する可能性が高い。  However, since an acoustic Fresnel lens uses diffraction and interference, it has a drawback that a resonating frequency region may be generated in addition to a frequency region in which a sound wave of noise is canceled by the interference. That is, when the frequency band of noise to be suppressed is narrow, it is possible to relatively easily converge the sound wave of noise to the noise suppression point to cause anti-resonance with each other, but the frequency band of noise to be suppressed is wide. Then, both the anti-resonant and the resonating sound waves that converge at the noise suppression point are generated. Particularly, since the sound wave in the low frequency band has a long wavelength, there is a high possibility that it will resonate when converged by the acoustic Fresnel lens.

また、ANCは、雑音の音波に対して絶対値が同じで逆振幅の音波を干渉させることによって雑音を減衰させて抑制するものである。ANCは、特に、低周波数帯域の雑音の抑制に有効であり、ダクトの雑音抑制やノイズキャンセリングヘッドホン等で実用化されている。  ANC attenuates and suppresses noise by interfering with a sound wave of noise that has the same absolute value and a reverse amplitude. ANC is particularly effective for suppressing noise in a low frequency band, and has been put to practical use in duct noise suppression, noise canceling headphones, and the like.

特開2006−53326号公報JP 2006-53326 A

本発明の課題は、ANC技術およびPNC技術を適切に組み合わせることによって、十分な通気性能を備えた防音装置を提供することにある。  An object of the present invention is to provide a soundproofing device having sufficient ventilation performance by appropriately combining ANC technology and PNC technology.

上記課題を解決するため、本発明は、部屋の開口部に取付けられ、該開口部を封閉する遮音板と、前記遮音板に形成された、フレネル回折を利用した音響レンズと、を備え、前記音響レンズは、前記遮音板に形成され、互いに間隔をあけて配置された複数本のスリットからなっており、さらに、前記遮音板の外側に配置され、前記音響レンズに入射する雑音を集音する少なくとも1つのマクロフォンと、前記マイクロフォンからの出力信号に基づいて予測演算を行うことにより、前記音響レンズを通って前記部屋の内部に侵入し、予め決定された雑音抑制地点に収束して共振する雑音と逆位相となる干渉波の周波数、振幅および位相を求め、それに対応する信号を出力する演算部と、前記演算部からの出力信号に基づいて前記干渉波を生成し、前記雑音抑制地点に向けて発射する干渉波発射部と、を備えたことを特徴とする防音装置を構成したものである。  In order to solve the above problems, the present invention comprises a sound insulating plate attached to an opening of a room and sealing the opening, and an acoustic lens using Fresnel diffraction formed on the sound insulating plate, The acoustic lens is formed of a plurality of slits formed on the sound insulation plate and spaced apart from each other, and further disposed outside the sound insulation plate to collect noise incident on the acoustic lens. By performing a prediction calculation based on an output signal from at least one microphone and the microphone, the sound enters the room through the acoustic lens, converges to a predetermined noise suppression point, and resonates. Obtain the frequency, amplitude, and phase of the interference wave that is in opposite phase to the noise, and output the corresponding signal, and generate the interference wave based on the output signal from the calculation unit Is obtained by constituting the soundproofing device characterized by comprising a, an interference wave firing unit to fire toward the noise suppression point.

上記構成において、前記演算部による予測演算は、前記マイクロフォンからの出力信号に基づいて前記音響レンズに入射する雑音の周波数、振幅および位相を検出し、それらの検出値から、前記雑音抑制地点において前記共振する雑音の周波数、振幅および位相の予測値を算出し、その予測値に基づき、前記雑音抑制地点において共振する雑音と逆位相となる干渉波の周波数、振幅および位相を算出することからなっていることが好ましい。
また、前記雑音抑制地点は、前記音響レンズの焦点であることが好ましい。
In the above configuration, the prediction calculation by the calculation unit detects the frequency, amplitude, and phase of noise incident on the acoustic lens based on an output signal from the microphone, and from the detected values, the noise suppression point Calculating a predicted value of the frequency, amplitude, and phase of the resonating noise, and calculating a frequency, amplitude, and phase of an interference wave that is in reverse phase to the resonating noise at the noise suppression point based on the predicted value. Preferably it is.
The noise suppression point is preferably the focal point of the acoustic lens.

また、前記遮音板および前記音響レンズを網戸に組み込むことができる。また、網戸以外に、玄関や勝手口のドアや、柵等に組み込むこともできる。Further, the sound insulating plate and the acoustic lens can be incorporated into a screen door. In addition to screen doors, it can also be incorporated into entrances, doors of doorways, fences, and the like.

本発明によれば、遮音板にフレネル回折を利用した音響レンズを設けて、雑音を雑音抑制地点に収束させるとともに、雑音抑制地点において共振する雑音に対して逆位相となる干渉波を雑音抑制地点に向けて発射するようにしたので、遮音板に形成した音響レンズのスリットを通して通風できるとともに、環境雑音を大幅に減衰させることができる。  According to the present invention, an acoustic lens using Fresnel diffraction is provided on the sound insulating plate so that noise is converged to the noise suppression point, and an interference wave having an opposite phase to noise resonating at the noise suppression point is detected. Since the air is emitted toward the air, air can be ventilated through the slit of the acoustic lens formed on the sound insulating plate, and environmental noise can be greatly attenuated.

以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施例について説明する。図1は、本発明の1実施例による防音装置の概略構成を示す図であり、図2は、図1の防音装置の音響レンズの構成を示す平面図である。
図1を参照して、本発明によれば、部屋の開口部に取付けられ、該開口部を封閉する遮音板1が備えられる。遮音板1には、フレネル回折を利用した音響レンズ2が形成される。音響レンズ2は、遮音板1に形成され、互いに間隔をあけて配置された複数本のスリット3からなっている。この実施例では、遮蔽板1は縦長の矩形状をなし、複数本のスリット3はそれぞれ、遮蔽板1の横方向に水平にのびるとともに、遮蔽板1の縦方向に互いに間隔をあけて配置されている。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a soundproofing device according to one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view showing a configuration of an acoustic lens of the soundproofing device of FIG.
Referring to FIG. 1, according to the present invention, a soundinsulating plate 1 is provided which is attached to an opening of a room and seals the opening. Anacoustic lens 2 using Fresnel diffraction is formed on the soundinsulating plate 1. Theacoustic lens 2 includes a plurality ofslits 3 that are formed on thesound insulating plate 1 and are spaced apart from each other. In this embodiment, theshielding plate 1 has a vertically long rectangular shape, and the plurality ofslits 3 extend horizontally in the horizontal direction of theshielding plate 1 and are spaced apart from each other in the vertical direction of theshielding plate 1. ing.

この場合、音響レンズ2を構成する各スリット3の形状およびスリット間の間隔は、この実施例に限定されず、抑制すべき雑音の周波数帯域や振幅等、および必要な通気量に応じて適当に決定される。例えば、スリット間の間隔を等間隔にしてもよいし、あるいは、遮蔽板1の縦方向に沿って可変長にしてもよい。  In this case, the shape of eachslit 3 constituting theacoustic lens 2 and the interval between the slits are not limited to this embodiment, and are appropriately set according to the frequency band and amplitude of noise to be suppressed, and the necessary air flow. It is determined. For example, the intervals between the slits may be equal, or may be variable along the length of theshielding plate 1.

この場合、各スリットの開口面積を大きくすれば通気量は増大する一方、音響レンズを通過する雑音の音圧が増大する。
また、この実施例では、各スリットは水平な平行格子状に配列されているが、各スリットを垂直な平行格子状に配列してもよいし、同心円状に配列してもよい。
In this case, if the opening area of each slit is increased, the amount of ventilation increases while the sound pressure of noise passing through the acoustic lens increases.
Further, in this embodiment, the slits are arranged in a horizontal parallel grid, but the slits may be arranged in a vertical parallel grid or concentric circles.

遮音板1の外側には、音響レンズ2に入射する雑音8を集音する少なくとも1つのマクロフォン4が配置される。  At least one macrophone 4 that collectsnoise 8 incident on theacoustic lens 2 is disposed outside the soundinsulating plate 1.

本発明によれば、また、マイクロフォン4からの出力信号に基づいて予測演算を行うことにより、音響レンズ2を通って部屋の内部に侵入し、予め決定された雑音抑制地点5に収束して共振する雑音8と逆位相となる干渉波9の周波数、振幅および位相を求め、それに対応する信号を出力する演算部6が備えられる。  According to the present invention, by performing prediction calculation based on the output signal from themicrophone 4, the sound enters the room through theacoustic lens 2, converges to a predeterminednoise suppression point 5, and resonates. Anarithmetic unit 6 is provided that obtains the frequency, amplitude, and phase of theinterference wave 9 that has an opposite phase to thenoise 8 that is output, and outputs a signal corresponding thereto.

さらに、演算部6からの出力信号に基づいて干渉波9を生成し、雑音抑制地点5に向けて発射するラウドスピーカ7が備えられる。  Furthermore, aloudspeaker 7 is provided that generates aninterference wave 9 based on an output signal from thecalculation unit 6 and emits it toward thenoise suppression point 5.

演算部6による予測演算の方法を、図3を参照しながら説明する。説明を簡単化するため、図3では、音響レンズは2本のスリットS1、S2から構成されている。図3中、点P1は雑音抑制地点であり、この点P1において雑音の音波が収束されて反共振を生じさせる。点P2は、スリットS1の中心線およびスリットS2の中心線を結ぶ垂線と、この垂線に対して点P1から下ろした法線との交点である。点P3は、前記垂線とスリットS1の中心線との交点であり、点P4は、前記垂線とスリットS2の中心線との交点である。  A prediction calculation method by thecalculation unit 6 will be described with reference to FIG. In order to simplify the description, in FIG. 3, the acoustic lens is composed of two slits S1 and S2. In FIG. 3, a point P1 is a noise suppression point, and the sound wave of noise is converged at this point P1 to cause anti-resonance. The point P2 is an intersection of a perpendicular line connecting the center line of the slit S1 and the center line of the slit S2 and a normal line drawn from the point P1 with respect to this perpendicular line. Point P3 is an intersection of the perpendicular and the center line of the slit S1, and point P4 is an intersection of the perpendicular and the center line of the slit S2.

そして、音響レンズにより雑音抑制地点P1に収束する雑音の反共振周波数fは、次式によって求められる。  And the antiresonance frequency f of the noise which converges on the noise suppression point P1 with an acoustic lens is calculated | required by following Formula.

Figure 2009013710
Figure 2009013710

ここで、d1は点P2および点P3間の距離であり、d2は点P2および点P4間の距離であり、xは点P1および点P2間の距離であり、cは音速である。
そして、点P1に収束する雑音の共振周波数f’は、
f’=2f
によって求められる。
Here, d1 is the distance between the points P2 and P3, d2 is the distance between the points P2 and P4, x is the distance between the points P1 and P2, and c is the speed of sound.
The resonance frequency f ′ of the noise that converges at the point P1 is
f ′ = 2f
Sought by.

d1=0.65m、d2=0.0mと設定すると、反共振周波数f=882Hz、共振周波数f’=1764Hzとなり、d1=1.70m、d2=0.0mと設定すると、反共振周波数f=175Hz、共振周波数f’=350Hzとなる。  When d1 = 0.65 m and d2 = 0.0 m are set, the antiresonance frequency f = 882 Hz and the resonance frequency f ′ = 17664 Hz. When d1 = 1.70 m and d2 = 0.0 m are set, the antiresonance frequency f = 175 Hz and resonance frequency f ′ = 350 Hz.

こうして、本発明による防音装置によれば、音響レンズを通過する際の音の回折・干渉作用によって、雑音は、雑音抑制地点に収束せしめられ、反共振する周波数の雑音は互いに打ち消し合う。一方、雑音抑制地点において共振する周波数の雑音は、演算部による予測によって求められた、それと逆位相となる干渉波が雑音抑制地点に向けて発射され、それと打ち消し合う。こうして、環境雑音が効果的に抑制される。しかも、音響レンズのスリットを通して通風並びに採光ができる。  Thus, according to the soundproofing device of the present invention, the noise is converged to the noise suppression point by the diffraction / interference action of the sound when passing through the acoustic lens, and the noises having anti-resonance frequencies cancel each other. On the other hand, the noise having the frequency that resonates at the noise suppression point is emitted toward the noise suppression point, and the interference wave having the opposite phase obtained by the prediction by the calculation unit is canceled. Thus, environmental noise is effectively suppressed. In addition, ventilation and lighting can be performed through the slit of the acoustic lens.

[実施例]
遮音板および音響レンズを網戸に組み込み、この網戸を音響実験室内に配置した窓枠に取付けて、本発明による防音装置の雑音抑制効果を調べた。本発明の防音装置を網戸に組み込んだ場合には、網戸の網目部分に音響レンズが形成され、網目部分以外は遮音領域を形成する。音響レンズの構成は、図3に示すとおりである。図3からわかるように、この実施例では、スリット3間の間隔を可変長とし、網戸の中央部よりも、上端部および下端部でスリット3の本数が多くなるようにした。また、網戸に組み込まれた音響レンズの寸法は、縦65cm×横53cm、スリット(空洞部)の寸法は、縦24cm×横53cm、遮音板の寸法は、縦41cm×横53cmである。
[Example]
A sound insulation board and an acoustic lens were incorporated in a screen door, and the screen door was attached to a window frame disposed in a sound laboratory, and the noise suppression effect of the soundproofing device according to the present invention was examined. When the soundproofing device of the present invention is incorporated in a screen door, an acoustic lens is formed in the mesh portion of the screen door, and a sound insulation region is formed except for the mesh portion. The configuration of the acoustic lens is as shown in FIG. As can be seen from FIG. 3, in this embodiment, the distance between theslits 3 is variable, and the number ofslits 3 is greater at the upper end and lower end than at the center of the screen door. The dimensions of the acoustic lens incorporated in the screen door are 65 cm long by 53 cm wide, the slit (cavity) is 24 cm long by 53 cm wide, and the sound insulation board is 41 cm long by 53 cm wide.

この網戸を窓枠に取付け、さらに、雑音抑制地点を、網戸の中央から後方に0.40mの距離の位置に設定し、雑音抑制地点を通る鉛直線方向に沿って、高さ0.47mの位置から、上方に向かって0.02mの間隔で、8本のマイクロフォンを配置した。さらに、網戸の前方に雑音を集音するマイクロフォンを配置するとともに、網戸の後方にはラウドスピーカを配置し、マイクロフォンおよびラウドスピーカを演算部に接続した(以下において、マイクロフォン、演算部およびラウドスピーカを「ANCシステム」と総称する)。
この実施例では、音響レンズは、網戸の中央から最上(下)端のスリットまでの距離が0.24mであるため、音速を340m/sとしたとき、雑音抑制地点において、2.575kHzの音波を最も抑制すると考えられる.
This screen door is attached to the window frame, and the noise suppression point is set at a distance of 0.40 m from the center of the screen door to the rear, and the height of 0.47 m is set along the vertical line direction passing through the noise suppression point. From the position, eight microphones were arranged at intervals of 0.02 m upward. Furthermore, a microphone that collects noise is disposed in front of the screen door, and a loudspeaker is disposed behind the screen door, and the microphone and the loudspeaker are connected to the calculation unit (hereinafter, the microphone, the calculation unit, and the loudspeaker are connected). Collectively referred to as “ANC system”).
In this embodiment, since the distance from the center of the screen door to the uppermost (lower) slit is 0.24 m, the acoustic lens has a sound wave of 2.575 kHz at the noise suppression point when the sound speed is 340 m / s. Is considered to be the most suppressed.

そして、雑音源として平面スピーカから発生させたピンクノイズを使用するとともに、ラウドスピーカから雑音抑制地点に向けて干渉波を発射し、8本のマクロフォンによって収集した音データの平均値に基づいてスペクトル解析(1.36sec)を行った。  Then, while using pink noise generated from a flat speaker as a noise source, an interference wave is emitted from a loudspeaker toward a noise suppression point, and a spectrum is calculated based on an average value of sound data collected by eight macrophones. Analysis (1.36 sec) was performed.

[比較例1]
上記実施例の構成において、ラウドスピーカから干渉波を発射しない状態で、実施例の場合と同様の条件で測定を行い、スペクトル解析を行った。
[Comparative Example 1]
In the configuration of the above-described example, measurement was performed under the same conditions as in the example without performing interference wave emission from the loudspeaker, and spectrum analysis was performed.

[比較例2]
上記実施例の構成において、音響レンズが組み込まれた網戸を、従来の網戸に取り替えた状態で、実施例の場合と同様の条件で測定を行い、スペクトル解析を行った。
[Comparative Example 2]
In the configuration of the above example, the screen door incorporating the acoustic lens was replaced with a conventional screen door, and measurement was performed under the same conditions as in the case of the embodiment to perform spectrum analysis.

[従来例]
本発明による防音装置は使用せずに、従来の網戸を窓枠に取付け、実施例の場合と同様の条件で測定を行い、スペクトル解析を行った。
[Conventional example]
Without using the soundproofing device according to the present invention, a conventional screen door was attached to the window frame, and the measurement was performed under the same conditions as in the example, and the spectrum analysis was performed.

図4は、実施例、比較例1、2および従来例の平均スペクトルを示したグラフである。図4(A)は、比較例1と従来例のスペクトルを比較したグラフであり、グラフ中、(I)は従来例を表し、(II)は比較例1を表している。図4(B)は、比較例2と従来例のスペクトルを比較したグラフであり、グラフ中、(I)は従来例を表し、(III)は比較例2を表している。図4(C)は、実施例と従来例のスペクトルを比較したグラフであり、グラフ中、(I)は従来例を表し、(IV)は実施例を表している。  FIG. 4 is a graph showing average spectra of Examples, Comparative Examples 1 and 2 and a conventional example. 4A is a graph comparing the spectra of Comparative Example 1 and the conventional example. In the graph, (I) represents the conventional example, and (II) represents Comparative Example 1. FIG. FIG. 4B is a graph comparing the spectra of Comparative Example 2 and the conventional example. In the graph, (I) represents the conventional example, and (III) represents Comparative Example 2. FIG. 4C is a graph comparing the spectra of the example and the conventional example. In the graph, (I) represents the conventional example, and (IV) represents the example.

図5は、実施例、比較例1、2および従来例の差分スペクトルを示したグラフである。図5(A)は、比較例1と従来例の差分スペクトル(2つのスペクトルの差)を示したグラフである。図5(B)は、比較例2と従来例の差分スペクトルを示したグラフである。図5(C)は、実施例と従来例の差分スペクトルを示したグラフである。  FIG. 5 is a graph showing difference spectra of Examples, Comparative Examples 1 and 2, and a conventional example. FIG. 5A is a graph showing a difference spectrum between the comparative example 1 and the conventional example (difference between two spectra). FIG. 5B is a graph showing a difference spectrum between the comparative example 2 and the conventional example. FIG. 5C is a graph showing a difference spectrum between the example and the conventional example.

表1には、実施例、比較例1、2に関する3つの周波数帯域における平均の雑音抑制効果を示した。0.0〜1.2kHzは、特に、ANCシステムによる雑音抑制が有効である周波数帯域であり、1.8〜5.0kHzは、特に、音響フレネルレンズによる雑音抑制が有効である周波数帯域である。  Table 1 shows the average noise suppression effect in the three frequency bands for the example and comparative examples 1 and 2. 0.0 to 1.2 kHz is a frequency band in which noise suppression by an ANC system is particularly effective, and 1.8 to 5.0 kHz is a frequency band in which noise suppression by an acoustic Fresnel lens is particularly effective. .

Figure 2009013710
Figure 2009013710

図4(A)、図5(A)のグラフおよび表1より、音響レンズは、1.8〜5.0kHzにおいて平均6.5dBの雑音抑圧効果が得られた。さらに、図4(A)のグラフより、音響レンズは、約2.575kHzに、反共振による高い雑音抑制効果が得られていることがわかる。しかしながら、音響フレネルレンズでは0.0〜1.8kHzにおいて、十分な雑音抑制効果が得られなかった。これは、小型の音響レンズを使用したことが原因であると考えられる。また、音響レンズを使用することで、1.3kHz周辺に共振点が発生したが、共振による影響は小さい。  From the graphs of FIGS. 4A and 5A and Table 1, the acoustic lens obtained an average noise suppression effect of 6.5 dB at 1.8 to 5.0 kHz. Furthermore, the graph of FIG. 4A shows that the acoustic lens has a high noise suppression effect due to anti-resonance at about 2.575 kHz. However, with an acoustic Fresnel lens, a sufficient noise suppression effect could not be obtained at 0.0 to 1.8 kHz. This is considered due to the use of a small acoustic lens. In addition, by using an acoustic lens, a resonance point is generated around 1.3 kHz, but the influence of resonance is small.

図4(B)、図5(B)のグラフおよび表1より、ANCシステムは、0.0〜1.2kHzにおいて、平均4.8dBの雑音抑制効果が得られた。
図4(C)、図5(C)のグラフおよび表1より、音響レンズとANCシステムの併用システムは双方の雑音抑圧効果が組み合わされた結果となった。しかし、0.8kHz付近においては、ANCシステム単独での雑音抑圧効果に比べ効果が減少している。これは、音響レンズの設置によって、二次経路間の系が複雑になることが原因であると考えられる。実施例においては、0.0〜5.0kHzにおいて平均5.2dBの雑音の抑制を達成した。
From the graphs of FIGS. 4B and 5B and Table 1, the ANC system obtained an average noise suppression effect of 4.8 dB at 0.0 to 1.2 kHz.
From the graphs of FIGS. 4C and 5C and Table 1, the combined system of the acoustic lens and the ANC system resulted in a combination of both noise suppression effects. However, in the vicinity of 0.8 kHz, the effect is reduced compared to the noise suppression effect of the ANC system alone. This is considered to be caused by the complicated system between the secondary paths due to the installation of the acoustic lens. In the examples, an average noise suppression of 5.2 dB was achieved at 0.0 to 5.0 kHz.

本発明の1実施例による防音装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the soundproofing apparatus by one Example of this invention.図1の防音装置の音響レンズの構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the acoustic lens of the soundproofing apparatus of FIG.演算部による予測演算の方法を説明する図である。It is a figure explaining the method of the prediction calculation by a calculating part.平均スペクトルを示したグラフであり、(A)は、比較例1と従来例のスペクトルを比較したグラフであり、(B)は、比較例2と従来例のスペクトルを比較したグラフであり、(C)は、実施例と従来例のスペクトルを比較したグラフである。It is the graph which showed the average spectrum, (A) is the graph which compared the spectrum of the comparative example 1 and the prior art example, (B) is the graph which compared the spectrum of the comparative example 2 and the prior art example, ( C) is a graph comparing the spectra of the example and the conventional example.差分スペクトルを示したグラフであり、(A)は、比較例1と従来例の差分スペクトルを、(B)は、比較例2と従来例の差分スペクトルを、(C)は、実施例と従来例の差分スペクトルをそれぞれ示している。It is the graph which showed the difference spectrum, (A) is the difference spectrum of the comparative example 1 and a prior art example, (B) is the difference spectrum of the comparative example 2 and a prior art example, (C) is an Example and a prior art. Example difference spectra are shown respectively.

符号の説明Explanation of symbols

1 遮蔽板
2 音響レンズ
3 スリット
4 マイクロフォン
5 雑音抑制地点
6 演算部
7 ラウドスピーカ
8 雑音
9 干渉波
DESCRIPTION OFSYMBOLS 1Shielding board 2Acoustic lens 3Slit 4Microphone 5Noise suppression point 6Calculation part 7Loudspeaker 8Noise 9 Interference wave

Claims (4)

Translated fromJapanese
部屋の開口部に取付けられ、該開口部を封閉する遮音板と、
前記遮音板に形成された、フレネル回折を利用した音響レンズと、を備え、
前記音響レンズは、前記遮音板に形成され、互いに間隔をあけて配置された複数本のスリットからなっており、さらに、
前記遮音板の外側に配置され、前記音響レンズに入射する雑音を集音する少なくとも1つのマクロフォンと、
前記マイクロフォンからの出力信号に基づいて予測演算を行うことにより、前記音響レンズを通って前記部屋の内部に侵入し、予め決定された雑音抑制地点に収束して共振する雑音と逆位相となる干渉波の周波数、振幅および位相を求め、それに対応する信号を出力する演算部と、
前記演算部からの出力信号に基づいて前記干渉波を生成し、前記雑音抑制地点に向けて発射する干渉波発射部と、を備えたことを特徴とする防音装置。
A sound insulating plate attached to the opening of the room and sealing the opening;
An acoustic lens using Fresnel diffraction formed on the sound insulating plate, and
The acoustic lens is formed of a plurality of slits formed on the sound insulating plate and spaced from each other, and
At least one macrophone that is disposed outside the sound insulating plate and collects noise incident on the acoustic lens;
By performing a prediction calculation based on the output signal from the microphone, interference that enters the interior of the room through the acoustic lens, converges to a predetermined noise suppression point, and has an opposite phase to noise that resonates. An arithmetic unit that calculates the frequency, amplitude, and phase of the wave and outputs a corresponding signal;
A soundproofing device comprising: an interference wave emitting unit that generates the interference wave based on an output signal from the arithmetic unit and emits the interference wave toward the noise suppression point.
前記演算部による予測演算は、前記マイクロフォンからの出力信号に基づいて前記音響レンズに入射する雑音の周波数、振幅および位相を検出し、それらの検出値から、前記雑音抑制地点において前記共振する雑音の周波数、振幅および位相の予測値を算出し、その予測値に基づき、前記雑音抑制地点において共振する雑音と逆位相となる干渉波の周波数、振幅および位相を算出することからなっていることを特徴とする請求項1に記載の防音装置。  The prediction calculation by the calculation unit detects the frequency, amplitude, and phase of noise incident on the acoustic lens based on the output signal from the microphone, and from those detected values, the resonance noise at the noise suppression point is detected. Calculating a predicted value of frequency, amplitude and phase, and calculating a frequency, amplitude and phase of an interference wave having a phase opposite to the noise resonating at the noise suppression point based on the predicted value. The soundproofing device according to claim 1. 前記雑音抑制地点は、前記音響レンズの焦点であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の防音装置。  The soundproof device according to claim 1, wherein the noise suppression point is a focal point of the acoustic lens. 前記遮音板および前記音響レンズが網戸に組み込まれていることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の防音装置。  The soundproof device according to any one of claims 1 to 3, wherein the sound insulating plate and the acoustic lens are incorporated in a screen door.
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