JP2006094146A - Headphone unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はヘッドホン装置に関し、特に、ディジタル信号の供給を受けて音声を再生することが可能なヘッドホン装置に関する。 The present invention relates to a headphone device, and more particularly to a headphone device capable of reproducing sound by receiving a digital signal.
携帯用のCDプレーヤ、MDプレーヤあるいはディジタル圧縮音声データ再生機器などの各種の機器において、インイヤー型やネックバンド式などのヘッドホンが使用されている。 In various types of devices such as portable CD players, MD players, and digitally compressed audio data reproducing devices, headphones such as in-ear and neckband are used.
この種の機器では、ディジタル録音された音楽データなどを再生機器内部でD−A変換し、さらに、再生時に十分な音量が得られる程度にアナログ信号を増幅してから、ヘッドホンに対して出力するようにしている。なお、この種のヘッドホンに関しては、たとえば、以下の特許文献1に記載されている。
以上の一般的なヘッドホンを使用する場合、再生機器側でD−A変換とアナログ音声増幅とを行っており、アナログ音声信号を数十cm程度のコードを介してヘッドホンに供給している。 When using the above general headphones, DA conversion and analog audio amplification are performed on the playback device side, and an analog audio signal is supplied to the headphones via a cord of about several tens of centimeters.
この場合、再生機器内部で発生する各種ノイズがアナログ信号に影響を与え、音質やダイナミックレンジ等に悪影響を与えることがある。また、ヘッドホン使用者の近傍に存在する携帯電話機などからの高周波信号も、ヘッドホンのコードがアンテナとして作用する結果、この高周波信号がヘッドホンコードを介してアナログ信号に悪影響を与えることがある。 In this case, various noises generated in the playback device may affect the analog signal, and may adversely affect sound quality, dynamic range, and the like. In addition, a high-frequency signal from a mobile phone or the like that exists in the vicinity of the headphone user also has an adverse effect on the analog signal through the headphone cord as a result of the headphone cord acting as an antenna.
また、近年は再生機器の低消費電力の観点から、アナログ増幅にはD級増幅器が使用されてきている。このD級増幅器では、音声信号の10倍以上のサンプリング周波数のパルスを使用して、高速のスイッチングによって音声信号の増幅を行うものである。そして、このPWM変調された出力信号をローパスフィルタでフィルタリングして、サンプリング周波数成分を除去し、音声信号の周波数成分のみを出力するようにしている。 In recent years, class D amplifiers have been used for analog amplification from the viewpoint of low power consumption of playback equipment. This class D amplifier amplifies an audio signal by high-speed switching using a pulse having a sampling frequency 10 times or more that of the audio signal. Then, the PWM-modulated output signal is filtered by a low-pass filter to remove the sampling frequency component and output only the frequency component of the audio signal.
しかし、このローパスフィルタによるフィルタリングが十分でないと、ヘッドホンのコードを介して、D級増幅されたパルス成分が、スイッチングノイズとして外部に輻射されてしまうことになる。 However, if the filtering by this low-pass filter is not sufficient, the pulse component amplified in class D is radiated to the outside as switching noise through the headphones cord.
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであって、再生機器内部で発生する各種ノイズあるいは外部からの各種ノイズの影響を受けることがなく、また、D級増幅した際のパルス成分によるスイッチングノイズが外部に輻射されることがないヘッドホン装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and is not affected by various kinds of noise generated inside the reproduction apparatus or various kinds of external noises. It is an object of the present invention to provide a headphone device in which switching noise due to the pulse component is not radiated to the outside.
以上の課題を解決する本発明は、以下に記載するようなものである。
(1)請求項1記載の発明は、ディジタル信号をPWM信号に変換するディジタル変換器と、前記ディジタル変換器からのPWM信号を増幅するD級増幅器と、前記D級増幅器からのPWM信号をフィルタ手段を介さずに受けて音声を再生する音響ユニットと、前記音響ユニットを収容するケースと、を備えたヘッドホン装置であって、前記ケースは金属もしくは金属化合物の少なくとも一方を含む物質を有する材料で構成されており、該ケースと前記音響ユニットとの間の空間内に前記ディジタル変換器及び前記D級増幅器が配置されている、ことを特徴とするヘッドホン装置である。
The present invention for solving the above problems is as described below.
(1) The invention according to
この発明では、PCM信号などの各種ディジタル信号を音響ユニットにて音声として再生する際に、音響ユニットを収容する金属・金属化合物含有材料ケースと音響ユニットとの間に配置されたディジタル変換器及びD級増幅器を使用し、PCM信号などの各種ディジタル信号をディジタル変換器でPWM信号に変換し、このPWM信号をD級増幅器でD級増幅して、D級増幅器からのPWM信号をフィルタ手段を介さずに音響ユニットに供給する。 In the present invention, when various digital signals such as PCM signals are reproduced as sound by the acoustic unit, the digital converter disposed between the acoustic unit and the metal / metal compound-containing material case that accommodates the acoustic unit, and D Using a class amplifier, various digital signals such as PCM signals are converted into PWM signals by a digital converter, this PWM signal is class D amplified by a class D amplifier, and the PWM signal from the class D amplifier is passed through filter means. Without supplying to the acoustic unit.
(2)請求項2記載の発明は、請求項1において、前記ケースは、前記音響ユニットのフレームを兼用している、ことを特徴とする。
この発明では、PCM信号などの各種ディジタル信号を音響ユニットにて音声として再生する際に、音響ユニットを収容すると共にフレームを構成する金属・金属化合物含有材料ケースと音響ユニットとの間に配置されたディジタル変換器及びD級増幅器を使用し、PCM信号などの各種ディジタル信号をディジタル変換器でPWM信号に変換し、このPWM信号をD級増幅器でD級増幅して、D級増幅器からのPWM信号をフィルタ手段を介さずに音響ユニットに供給する。
(2) The invention described in claim 2 is characterized in that, in
In the present invention, when various digital signals such as PCM signals are reproduced as sound by the acoustic unit, the acoustic unit is accommodated and disposed between the metal / metal compound-containing material case constituting the frame and the acoustic unit. Using a digital converter and a class D amplifier, various digital signals such as PCM signals are converted into PWM signals by a digital converter, the PWM signal is amplified by a class D amplifier, and a PWM signal is output from the class D amplifier. Is supplied to the acoustic unit without passing through the filter means.
(3)請求項3記載の発明は、請求項1または請求項2において、前記ディジタル変換器は、前記D級増幅器が増幅する際のサンプリング周波数と同一または含まれるサンプリング周波数のPWM信号に変換する、ことを特徴とする。
(3) The invention according to claim 3 is the digital signal converter according to
この発明では、PCM信号などの各種ディジタル信号を音響ユニットにて音声として再生する際に、音響ユニットを収容する金属・金属化合物含有材料ケースと音響ユニットとの間に配置されたディジタル変換器及びD級増幅器を使用し、PCM信号などの各種ディジタル信号をディジタル変換器でPWM信号に変換し、このPWM信号をD級増幅器でD級増幅して、D級増幅器からのPWM信号をフィルタ手段を介さずに音響ユニットに供給する。そして、この際に、ディジタル変換器では、D級増幅器のサンプリング周波数と同一、あるいは、含まれるサンプリング周波数のPWM信号に変換する。これにより、PCM信号などの各種ディジタル信号が、PWM信号としてD級増幅器で増幅される。 In the present invention, when various digital signals such as PCM signals are reproduced as sound by the acoustic unit, the digital converter disposed between the acoustic unit and the metal / metal compound-containing material case that accommodates the acoustic unit, and D Using a class amplifier, various digital signals such as PCM signals are converted into PWM signals by a digital converter, this PWM signal is class D amplified by a class D amplifier, and the PWM signal from the class D amplifier is passed through filter means. Without supplying to the acoustic unit. At this time, the digital converter converts it to a PWM signal having the same sampling frequency as or included in the class D amplifier. Thereby, various digital signals such as PCM signals are amplified by the class D amplifier as PWM signals.
(1)請求項1記載の発明では、音響ユニットを収容するケースが金属もしくは金属化合物の少なくとも一方を含む物質を有する材料で構成されており、該ケースと音響ユニットとの間の空間内にディジタル変換器及びD級増幅器が配置されており、ディジタル信号をディジタル変換器でPWM信号に変換し、このPWM信号をD級増幅器でD級増幅して、D級増幅器から出力されるPWM信号はフィルタ手段を介さずに音響ユニットに供給され、音響ユニットにて音声として再生する。 (1) In the first aspect of the present invention, the case housing the acoustic unit is made of a material having a substance containing at least one of a metal and a metal compound, and the digital unit is formed in the space between the case and the acoustic unit. A converter and a class D amplifier are arranged, a digital signal is converted into a PWM signal by a digital converter, this PWM signal is amplified by a class D amplifier, and the PWM signal output from the class D amplifier is filtered. The sound is supplied to the sound unit without going through the means, and is reproduced as sound by the sound unit.
ここで、音響ユニットを収容するケースが金属もしくは金属化合物の少なくとも一方を含む物質を有する材料で構成されており、該ケースと音響ユニットとの間の空間内にディジタル変換器及びD級増幅器が配置されているため、該ケース内でPWM信号へのディジタル変換とD級増幅が実行されることになるので、再生機器内部で発生する各種ノイズあるいは外部からの各種ノイズの影響を受けることがない。 Here, the case housing the acoustic unit is made of a material having a substance containing at least one of metal and metal compound, and the digital converter and the class D amplifier are arranged in the space between the case and the acoustic unit. Therefore, digital conversion into a PWM signal and class D amplification are executed within the case, so that it is not affected by various noises generated inside the reproduction apparatus or various external noises.
また、音響ユニットを収容するケースが金属もしくは金属化合物の少なくとも一方を含む物質を有する材料で構成されており、該ケースと音響ユニットとの間の空間内にディジタル変換器及びD級増幅器が配置されているため、かつ、D級増幅器と音響ユニットとがケースでシールドされた状態になっているため、D級増幅した際のパルス成分によるスイッチングノイズが外部に輻射されることがない。 The case housing the acoustic unit is made of a material having a substance containing at least one of a metal and a metal compound, and a digital converter and a class D amplifier are disposed in the space between the case and the acoustic unit. In addition, since the class D amplifier and the acoustic unit are shielded by the case, the switching noise due to the pulse component at the time of class D amplification is not radiated to the outside.
さらに、以上のようにケース内にD級増幅器と音響ユニットとが配置されていて、D級増幅する際のパルス成分によるスイッチングノイズが外部に輻射されなくなっているため、D級増幅器からフィルタ手段を介さずに音響ユニットにPWM信号を供給することが可能になり、ヘッドホン装置を小型化することが可能になり、フィルタによる音質劣化を発生させることがなくなる。 Further, as described above, the class D amplifier and the acoustic unit are arranged in the case, and switching noise due to the pulse component at the time of class D amplification is not radiated to the outside. The PWM signal can be supplied to the acoustic unit without intervention, the headphone device can be miniaturized, and sound quality deterioration due to the filter is not generated.
(2)請求項2記載の発明では、PCM信号などの各種ディジタル信号を音響ユニットにて音声として再生する際に、音響ユニットを収容すると共にフレームを構成する金属・金属化合物含有材料ケースと音響ユニットとの間に配置されたディジタル変換器及びD級増幅器を使用し、PCM信号などの各種ディジタル信号をディジタル変換器でPWM信号に変換し、このPWM信号をD級増幅器でD級増幅して、D級増幅器からのPWM信号をフィルタ手段を介さずに音響ユニットに供給する。 (2) In the invention described in claim 2, when various digital signals such as PCM signals are reproduced as sound by the acoustic unit, the acoustic unit is accommodated and the metal / metal compound-containing material case and the acoustic unit which constitute the frame Using a digital converter and a class D amplifier arranged between each of them, various digital signals such as PCM signals are converted into PWM signals by a digital converter, and the PWM signal is amplified by a class D amplifier by class D, The PWM signal from the class D amplifier is supplied to the acoustic unit without passing through the filter means.
ここで、音響ユニットを収容するケースが金属もしくは金属化合物の少なくとも一方を含む物質を有する材料で音響ユニットのフレームとして構成されており、該ケースと音響ユニットとの間の空間内にディジタル変換器及びD級増幅器が配置されているため、該ケース内でPWM信号へのディジタル変換とD級増幅が実行されることになるので、再生機器内部で発生する各種ノイズあるいは外部からの各種ノイズの影響を受けることがない。 Here, the case that accommodates the acoustic unit is configured as a frame of the acoustic unit with a material having a substance containing at least one of metal and metal compound, and a digital converter and a space between the case and the acoustic unit Since the class D amplifier is arranged, digital conversion to PWM signal and class D amplification are executed in the case, so that the influence of various noises generated inside the reproduction apparatus or various external noises is affected. I will not receive it.
また、音響ユニットのフレームがケースとして金属もしくは金属化合物の少なくとも一方を含む物質を有する材料で構成されており、該ケースと音響ユニットとの間の空間内にディジタル変換器及びD級増幅器が配置されているため、かつ、D級増幅器と音響ユニットとがケースでシールドされた状態になっているため、D級増幅した際のパルス成分によるスイッチングノイズが外部に輻射されることがない。 The frame of the acoustic unit is made of a material having a substance containing at least one of metal and metal compound as a case, and a digital converter and a class D amplifier are arranged in the space between the case and the acoustic unit. In addition, since the class D amplifier and the acoustic unit are shielded by the case, the switching noise due to the pulse component at the time of class D amplification is not radiated to the outside.
さらに、以上のようにフレーム兼ケース内にD級増幅器と音響ユニットとが配置されていて、D級増幅する際のパルス成分によるスイッチングノイズが外部に輻射されなくなっているため、D級増幅器からフィルタ手段を介さずに音響ユニットにPWM信号を供給することが可能になり、ヘッドホン装置を小型化することが可能になり、フィルタによる音質劣化を発生させることがなくなる。また、フレーム兼ケースであることによっても、小型化を促進することが可能になる。 Further, as described above, the class D amplifier and the acoustic unit are arranged in the frame and case, and the switching noise due to the pulse component at the time of class D amplification is not radiated to the outside. The PWM signal can be supplied to the acoustic unit without using any means, the headphone device can be downsized, and the sound quality deterioration due to the filter can be prevented. Further, it is possible to promote downsizing also by being a frame and case.
(3)請求項3記載の発明では、PCM信号などの各種ディジタル信号を音響ユニットにて音声として再生する際に、音響ユニットを収容する金属・金属化合物含有材料ケースと音響ユニットとの間に配置されたディジタル変換器及びD級増幅器を使用し、PCM信号などの各種ディジタル信号をディジタル変換器でD級増幅に適したサンプリング周波数のPWM信号に変換し、このPWM信号をD級増幅器でD級増幅して、D級増幅器からのPWM信号をフィルタ手段を介さずに音響ユニットに供給する。 (3) In the invention described in claim 3, when various digital signals such as PCM signals are reproduced as sound by the acoustic unit, it is arranged between the metal / metal compound containing material case accommodating the acoustic unit and the acoustic unit. The digital converter and class D amplifier are used to convert various digital signals such as PCM signals into PWM signals having a sampling frequency suitable for class D amplification by the digital converter, and this PWM signal is class D by the class D amplifier. It amplifies and supplies the PWM signal from the class D amplifier to the acoustic unit without passing through the filter means.
ここで、ディジタル変換器で、D級増幅器のサンプリング周波数と同一あるいは含まれるサンプリング周波数のPWM信号に変換しているため、効率よく増幅される。このため、再生機器内部で発生する各種ノイズあるいは外部からの各種ノイズの影響を受けることがない。 Here, since the digital converter converts the signal into a PWM signal having a sampling frequency that is the same as or included in the sampling frequency of the class D amplifier, it is efficiently amplified. For this reason, it is not affected by various noises generated inside the playback device or various external noises.
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態(以下、実施形態)を詳細に説明する。ここでは、PCM信号などの各種ディジタル信号の供給を受け、ヘッドホン装置内部でPWM信号へのディジタル変換と増幅とを行って音声の出力を行うヘッドホン装置の実施形態について説明する。 The best mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as an embodiment) will be described below in detail with reference to the drawings. Here, an embodiment of a headphone device that receives various digital signals such as a PCM signal and outputs sound by performing digital conversion and amplification into a PWM signal inside the headphone device will be described.
図1は実施形態のヘッドホン装置100とその周辺機器の電気的構成を示すブロック図である。この図1において、10は携帯用のCDプレーヤ、MDプレーヤあるいはディジタル圧縮音声データ再生機器などの各種の再生機器である。
FIG. 1 is a block diagram showing an electrical configuration of a
この再生機器10は、各種記録媒体や放送からのディジタル信号を出力するディジタル信号出力部11と、ディジタル信号を外部に出力するためのインタフェースとしてのI/F部12と、後述するヘッドホン装置に電源を供給する電源部13とを備えて構成されている。このディジタル信号出力部11からは、PCM信号などのディジタル信号が出力される。
The playback device 10 includes a digital
20は信号ケーブルであり、再生機器10からヘッドホン装置100へディジタル信号を伝達するディジタル信号線21と、再生機器10からヘッドホン装置100へ電源供給を行う電源供給線22とから構成されている。
A
100は本実施形態のヘッドホン装置であり、信号ケーブル20を介して再生機器10からディジタル信号の供給を受け、ヘッドホン装置内部でPWM信号へのディジタル変換と増幅とを行って音声の出力を行う機能を有している。
110は音響ユニットを収容するため、金属もしくは金属化合物の少なくとも一方を含む物質を有する材料で構成されたケースである。
ここで、金属化合物とは、フェライトなどの金属酸化物のような各種金属化合物である。また、金属もしくは金属化合物の少なくとも一方を含む物質とは、金属そのもの、焼結体としての金属酸化物そのもののような金属化合物、あるいは、プラスチック等の非金属材料に金属粉末や金属酸化物粉末が混入された物質などを意味する。さらに、金属もしくは金属化合物の少なくとも一方を含む物質を有する材料としては、プラスチック等の非金属材料や非金属酸化物に金属粉末や金属酸化物粉末が塗布された材料、プラスチック等の非金属材料に金属メッキされた材料、プラスチック等の非金属材料に金属フィルムやフィルム状金属酸化物が貼付された材料などが該当する。そして、このような材料を用いることにより、電磁波を遮断、反射、吸収することによりシールドすることが可能である。
Reference numeral 110 denotes a case made of a material having a substance containing at least one of a metal and a metal compound in order to accommodate the acoustic unit.
Here, the metal compounds are various metal compounds such as metal oxides such as ferrite. In addition, a substance containing at least one of a metal and a metal compound is a metal compound such as a metal itself, a metal oxide itself as a sintered body, or a metal powder or metal oxide powder in a non-metal material such as plastic. Means mixed substances. Further, as a material having a substance containing at least one of a metal and a metal compound, a non-metallic material such as plastic, a material obtained by applying a metal powder or a metal oxide powder to a non-metallic oxide, a non-metallic material such as a plastic, etc. A metal-plated material, a material in which a metal film or a film-like metal oxide is attached to a non-metallic material such as plastic, and the like are applicable. And by using such a material, it is possible to shield by blocking, reflecting, and absorbing electromagnetic waves.
120は後述する各種回路を含む回路部であり、I/F122、ディジタル変換器123、D級増幅器124などを含んで構成されている。なお、この回路部120は基板121(図2参照)上に配置されている。
A circuit unit 120 includes various circuits to be described later, and includes an I /
ここで、I/F122は、再生機器10からのディジタル信号の入力を受け付ける働きをするインタフェースである。
ディジタル変換器123は、I/F122を介して入力されたPCM信号などの各種ディジタル信号をPWM信号にディジタル変換する。なお、ここでのディジタル変換は、PCM信号などの各種ディジタル信号を、D級増幅器のサンプリング周波数と同一または含まれるサンプリング周波数のPWM信号に変換することである。
Here, the I /
The
D級増幅器124はディジタル変換器123からのPWM信号をD級増幅により増幅する。なお、D級増幅器124のサンプリング周波数が一種類であれば、ディジタル変換器123はD級増幅器124のサンプリング周波数と同一サンプリング周波数のPWM信号へのディジタル変換を実行する。また、D級増幅器124のサンプリング周波数が複数種類、あるいは、追従可能な周波数範囲を有する場合であれば、ディジタル変換器123はD級増幅器124のサンプリング周波数に含まれるサンプリング周波数のPWM信号へのディジタル変換を実行する。
The
130は電気信号を振動板の振動に変換して音声を出力する電気音響変換素子としての音響ユニットである。この音響ユニット130は、D級増幅器124からのPWM信号を、フィルタ手段を介さずに受けて音声を再生するように接続されている。
Reference numeral 130 denotes an acoustic unit as an electroacoustic transducer that converts an electrical signal into vibration of a diaphragm and outputs sound. The acoustic unit 130 is connected so as to reproduce the sound by receiving the PWM signal from the
図2は実施形態のヘッドホン装置100の主要構成部品である回路部120と音響ユニット130との機械的断面構成を示す一部断面図である。この図2において、110は音響ユニット130を収容するため、前述したように、金属もしくは金属化合物の少なくとも一方を含む物質を有する材料で構成されたケースである。
FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing a mechanical cross-sectional configuration of the circuit unit 120 and the acoustic unit 130 which are main components of the
111は音響ユニットの振動板を保護するために、振動板138が音声を出力する方向に配置されたプロテクタであり、音を通過させるために1または複数の穴が設けられている。 Reference numeral 111 denotes a protector disposed in a direction in which the diaphragm 138 outputs sound in order to protect the diaphragm of the acoustic unit, and is provided with one or a plurality of holes for allowing sound to pass through.
120はI/F122、ディジタル変換器123、D級増幅器124などを含んで構成された回路部であり、この回路部120は基板121(図2参照)上に配置され、ケース110と前記音響ユニット130との間の空間内に配置されている。この図2では、振動板の背面方向であって、マグネットの周囲に存在するドーナツ状の空間に回路部120が配置されている。
A circuit unit 120 includes an I /
130は電気信号を振動板の振動に変換して音声を出力する電気音響変換素子としての音響ユニットである。この音響ユニット130は、D級増幅器124からのPWM信号を、ローパスフィルタなどのフィルタ手段を介さずに受けて音声を再生するように接続されている。
Reference numeral 130 denotes an acoustic unit as an electroacoustic transducer that converts an electrical signal into vibration of a diaphragm and outputs sound. The acoustic unit 130 is connected so as to reproduce the sound by receiving the PWM signal from the
131は音響ユニット130のフレーム、132は音響ユニット130のマグネット部を保持するホルダ、133は磁気回路を構成するホールピース、134は磁気回路を構成するマグネット、135は磁気回路を構成するホールピース、137は磁気回路を構成するヨーク、138はアナログ信号に応じて振動して音声を出力する振動板、139はアナログ信号の供給を受けて磁気回路間で振動することで振動板138を駆動するボイスコイルである。 131 is a frame of the acoustic unit 130, 132 is a holder for holding the magnet part of the acoustic unit 130, 133 is a hole piece constituting a magnetic circuit, 134 is a magnet constituting the magnetic circuit, 135 is a hole piece constituting the magnetic circuit, 137 is a yoke constituting a magnetic circuit, 138 is a diaphragm that vibrates in accordance with an analog signal and outputs sound, and 139 is a voice that drives the diaphragm 138 by receiving an analog signal and vibrating between the magnetic circuits. It is a coil.
なお、マグネット134、ホールピース133,135、ヨーク137、ボイスコイル139の構成や配置や動作原理は一例であり、音響ユニット130として各種の変形が可能である。 Note that the configuration, arrangement, and operation principle of the magnet 134, the hall pieces 133, 135, the yoke 137, and the voice coil 139 are merely examples, and various modifications of the acoustic unit 130 are possible.
図3は実施形態のヘッドホン装置100をインイヤーヘッドホンとして構成した場合の外観構成の一例を示す説明図である。ここでは、図2のヘッドホン装置100のケース110の外側を覆うようにハウジング112が構成されており、プロテクタ111の反対側のハウジング112の一端から信号ケーブル20が外部に延びている。
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating an example of an external configuration when the
なお、後述するようなノイズに対する特性を満足するため、ステレオヘッドホンに適用する場合には、左右それぞれでケース110と音響ユニット130との間の空間に回路部120を配置することが望ましい。 In addition, in order to satisfy the characteristic with respect to noise as will be described later, when applied to stereo headphones, it is desirable to arrange the circuit unit 120 in the space between the case 110 and the acoustic unit 130 on the left and right.
〈ヘッドホン装置の動作〉
以上のように構成されたヘッドホン装置100では、I/F122を介して再生機器10から受信したPCM信号などの各種ディジタル信号を、ディジタル変換器123でPWM信号に変換する。
<Operation of headphone device>
In the
なお、D級増幅器124のサンプリング周波数が一種類であれば、ディジタル変換器123はD級増幅器124のサンプリング周波数と同一サンプリング周波数のPWM信号へのディジタル変換を実行する。また、D級増幅器124のサンプリング周波数が複数種類、あるいは、追従可能な周波数範囲を有する場合であれば、ディジタル変換器123はD級増幅器124のサンプリング周波数に含まれるサンプリング周波数のPWM信号へのディジタル変換を実行する。
If the sampling frequency of the
そして、D級増幅器124により、このPWM信号を、音声信号の上限周波数(20kHz)の10倍以上のサンプリング周波数のパルスを使用して、FETなどの電力素子の高速のスイッチングによって増幅し、増幅されたPWM信号をフィルタ手段を介さずに音響ユニット130に供給する。
The
なお、上述したように、ディジタル変換器1123では、D級増幅器1124のサンプリング周波数に合致するサンプリング周波数のPWM信号へのディジタル変換を実行している。このため、ディジタル変換器1123からのPWM信号でD級増幅器1124を直接駆動することが可能になっている。 As described above, the digital converter 1123 executes digital conversion into a PWM signal having a sampling frequency that matches the sampling frequency of the class D amplifier 1124. Therefore, the class D amplifier 1124 can be directly driven by the PWM signal from the digital converter 1123.
ここで、音響ユニット130は音声信号の上限周波数より高い周波数成分を再生することはできないため、D級増幅器124の出力が上述したサンプリング周波数のパルス成分であっても、そこに含まれる音声信号の周波数成分のみが音声として振動板138から出力される。
Here, since the acoustic unit 130 cannot reproduce a frequency component higher than the upper limit frequency of the audio signal, even if the output of the
ここで、音響ユニット130を収容するケース110が金属もしくは金属化合物の少なくとも一方を含む物質を有する材料で構成されており、該ケースと音響ユニットとの間の空間内にI/F122,ディジタル変換器123及びD級増幅器124が配置されているため、該ケース110内でPWM信号へのディジタル変換とD級増幅が実行されることになるので、再生機器10内部で発生する各種ノイズあるいは外部からの各種ノイズの影響を受けることがない。
Here, the case 110 that accommodates the acoustic unit 130 is made of a material having a substance containing at least one of a metal and a metal compound, and an I /
また、音響ユニット130を収容するケース110が金属もしくは金属化合物の少なくとも一方を含む物質を有する材料で構成されており、該ケース110と音響ユニット130との間の空間内にI/F122,ディジタル変換器123及びD級増幅器124が配置されており、かつ、D級増幅器124と音響ユニット130とが近距離に配置されていて、さらに、ケース110でシールドされた状態になっているため、D級増幅した際のパルス成分によるスイッチングノイズが外部に輻射されることがない。
In addition, the case 110 that accommodates the acoustic unit 130 is made of a material having a substance containing at least one of a metal and a metal compound, and an I /
さらに、以上のようにケース110内にD級増幅器124と音響ユニット130とが配置されていて、D級増幅する際のパルス成分によるスイッチングノイズが外部に輻射されなくなっているため、D級増幅器124からフィルタ手段を介さずに音響ユニット130にPWM信号を供給することが可能になり、ヘッドホン装置を小型化することが可能になる。また、フィルタ手段を使用しなくて済むため、フィルタによる音質劣化を発生させることがなくなる。
Furthermore, since the
なお、再生機器10からヘッドホン装置100への信号ケーブル20にはディジタル信号が流れているが、低レベルの信号であるため、ノイズ輻射の心配はない。なお、この信号ケーブル20のディジタル信号線21に外部からのノイズが混入したとしても、I/F122やディジタル変換器123での処理により、サンプリング周波数以外の成分は除去されるため、なんら悪影響を受けることはない。
Although a digital signal flows through the
図4は音響ユニット130の変形例を示す一部断面構成図である。また、図5は音響ユニット130の他の変形例を示す一部断面構成図である。ここでは、ケース110は、前述した実施形態の図1におけるフレーム131を兼用していることを特徴とする。 FIG. 4 is a partial cross-sectional configuration diagram showing a modification of the acoustic unit 130. FIG. 5 is a partial cross-sectional configuration diagram showing another modification of the acoustic unit 130. Here, the case 110 is characterized in that it also serves as the frame 131 in FIG. 1 of the above-described embodiment.
ここで、音響ユニット130を収容するケース110が金属もしくは金属化合物の少なくとも一方を含む物質を有する材料で音響ユニットのフレームとして構成されており、該ケース110と音響ユニット130との間の空間内にI/F122,ディジタル変換器123及びD級増幅器124が配置されているため、該ケース110内でPWM信号へのディジタル変換とD級増幅が実行されることになるので、再生機器10内部で発生する各種ノイズあるいは外部からの各種ノイズの影響を受けることがない。
Here, the case 110 that houses the acoustic unit 130 is configured as a frame of the acoustic unit with a material having a substance containing at least one of a metal and a metal compound, and the space between the case 110 and the acoustic unit 130 is within the space. Since the I /
また、音響ユニット130のフレームがケース110として金属もしくは金属化合物の少なくとも一方を含む物質を有する材料で構成されており、該ケース110と音響ユニット130との間の空間内にI/F122,ディジタル変換器123及びD級増幅器124が配置されているため、D級増幅した際のパルス成分によるスイッチングノイズが外部に輻射されることがない。
Further, the frame of the acoustic unit 130 is made of a material having a substance containing at least one of a metal and a metal compound as the case 110, and an I /
さらに、以上のようにフレーム兼用のケース110内にD級増幅器124と音響ユニット130とが配置されていて、D級増幅する際のパルス成分によるスイッチングノイズが外部に輻射されなくなっているため、D級増幅器124からフィルタ手段を介さずに音響ユニットにPWM信号を供給することが可能になる。これにより、フィルタ手段のためにコイルやコンデンサなどの部品を使用する必要がなくなるため、ヘッドホン装置100を小型化することが可能になる。さらに、フィルタによる音質劣化を発生させることがなくなる。また、フレーム兼用のケース110であることによっても、小型化を促進することが可能になる。
Further, as described above, the
〈その他の実施形態〉
以上の実施形態では、インイヤー型のヘッドホン装置100の具体例を図3に示したが、これ以外に、ネックバンド式やヘッドバンド式の各種ヘッドホン装置として実施形態を適用することが可能である。
<Other embodiments>
In the above embodiment, a specific example of the in-ear
また、ヘッドホン装置100への電源供給を再生機器10から行うかわりに、ヘッドホン装置100内にリチウム電池や燃料電池等の小型軽量の電池を設けて電源供給を行うことも可能である。このようにすることで信号ケーブル20に電源供給線22が不要になる。このため、ディジタル信号線として光ケーブルを使用することが可能になる。
Further, instead of supplying power to the
10 再生機器
20 信号ケーブル
21 ディジタル信号線
22 電源供給線
100 ヘッドホン装置
110 ケース
120 回路部
122 I/F
123 ディジタル変換器
124 D級増幅器
130 音響ユニット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10
123
Claims (3)
前記ディジタル変換器からのPWM信号を増幅するD級増幅器と、
前記D級増幅器からのPWM信号をフィルタ手段を介さずに受けて音声を再生する音響ユニットと、
前記音響ユニットを収容するケースと、を備えたヘッドホン装置であって、
前記ケースは金属もしくは金属化合物の少なくとも一方を含む物質を有する材料で構成されており、該ケースと前記音響ユニットとの間の空間内に前記ディジタル変換器及び前記D級増幅器が配置されている、
ことを特徴とするヘッドホン装置。 A digital converter for converting a digital signal into a PWM signal;
A class D amplifier for amplifying the PWM signal from the digital converter;
An acoustic unit that receives the PWM signal from the class D amplifier without using a filter means and reproduces sound;
A headphone device comprising a case for housing the acoustic unit,
The case is made of a material having a substance containing at least one of a metal and a metal compound, and the digital converter and the class D amplifier are disposed in a space between the case and the acoustic unit.
A headphone device characterized by that.
ことを特徴とする請求項1記載のヘッドホン装置。 The case also serves as a frame of the acoustic unit,
The headphone device according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のヘッドホン装置。 The digital converter converts to a PWM signal having a sampling frequency equal to or included in the sampling frequency when the class D amplifier amplifies,
The headphone device according to claim 1, wherein the headphone device is provided.
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JP2004277215A JP2006094146A (en) | 2004-09-24 | 2004-09-24 | Headphone unit |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007148879A1 (en) * | 2006-06-19 | 2007-12-27 | Ubi Sound Co., Ltd | Headphone driver and method for driving the same |
-
2004
- 2004-09-24 JP JP2004277215A patent/JP2006094146A/en active Pending
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