DE69317827T2

DE69317827T2 - Verbesserter Kopfhörer

Info

Publication number: DE69317827T2
Application number: DE69317827T
Authority: DE
Inventors: Kensaku Abe; Nobuo Kobayashi; Hirofumi Nishimoto; Eiji Sato
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1992-08-19
Filing date: 1993-07-28
Publication date: 1998-08-13
Anticipated expiration: 2013-07-29
Also published as: JP3097340B2; TW391614U; EP0583900A1; KR940005187A; DE69317827D1; JPH0670391A; US5402497A; EP0583900B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf einen Kopfhörer, insbesondere richtet sie sich auf einen Kopfhörer, mit dem das Geräusch von außen reduziert wird.
In den vergangenen Jahren wurde ein Kopfhörer entwikkelt, der die Aufgabe hat, das Geräusch von außen elektrisch abzuschirmen. Bei einen derartigen Kopfhörer ist ein Mikrophon an der Rückseite einer jeden der Miniaturlautsprechereinheiten vorgesehen, die beispielsweise über dem rechten und linken Ohr gehalten werden, und es wird ein Audiosignal, welches durch das Mikrophon aufgenommen wird, bezüglich seiner Phase invertiert und zum Eingang der entsprechenden Lautsprechereinheit zurückgeführt, um dadurch das Audiosignal durch die Lautsprechereinheit zu reproduzieren. Gemäß dem so aufgebauten Kopfhörer dient das Audiosignal, welches in entgegengesetzter Phase zurückgeführt wird und durch die Lautsprechereinheit reproduziert wird, dazu, den Ton zu unterdrücken, der zu den Ohren von außen übertragen wird, so daß es vermieden wird, daß eine Person ein äußeres Geräusch hört (Umgebungsgeräusch).
Bei einem so aufgebauten Kopfhörer kann, um das Umgebungsgeräusch abzuschirmen, da jedoch das Mikrophon zum Aufnehmen des Signals, welches zurückgeführt wird, an der hinteren Seite der Lautsprechereinheit vorgesehen ist, das Mikrophon ein Geräusch aufnehmen, welches anders ist als der Ton, der zum Ohr übertragen wird, beispielsweise den Ton eines Windes, der durch die Bewegung eines Objekts verursacht wird, beispielsweise einer Hand in der Nähe des Ohrs. In diesem Fall wird eine Phase des Rückführungssignals nicht vollständig entgegengesetzt zu der des Tons, der zum Ohr von außen übertragen wird, und zwar aufgrund des oben erwähnten Geräusches, welches durch das Mikrophon aufgenommen wird, so daß ein unerwünschter Ton von der Lautsprechereinheit reproduziert wird und zuin Ohr in nachteiliger Weise übertragen wird.
Um diese Schwierigkeit zu vermeiden, wurde ein geschlossener Kopfhörer entwickelt, der als Druck-Kopfhörer bezeichnet wird, bei dem ein Mikrophon zum Aufnehmen des Rückführungssignals an der Vorderseite der Lautsprechereinheit vorgesehen ist. Bei dem derart aufgebauten geschlossenen Kopfhörer wird ein Zwischenraum zwischen dem Ohr und der Lautsprechereinheit von außen mittels eines Ohrpolsters mit einer guten Tonisolationswirkung abgeschirmt, und das Mikrophon zum Aufnehmen des Rückführungssignals wird innerhalb des Abschirmungszwischenraums angeordnet. Da somit das Mikrophon nicht ein unerwünschtes externes Geräusch aufnehmen kann, wird lediglich das Umgebungsgeräusch, welches zum Ohr von außen übertragen wird, zur Lautsprechereinheit geführt, wodurch das externe Umgebungsgeräusch wirksam abgeschirmt werden kann. Ein derartiges System ist in der EP-A 0 208 389 beschrieben, die dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 entspricht.
Wenn jedoch der derart aufgebaute geschlossene Kopfhörer als Kopfhörer so ausgebildet ist, um das externe Umgebungsgeräusch abzuschirmen, tritt das Problem auf, daß der Kopfhörer nicht eine längere Zeitdauer lang verwendet werden kann. Das heißt, da der geschlossene Kopfhörer in einem Zustand verwendet wird, wo der Zwischenraum zwischen dem Ohr und der Lautsprechereinheit von außen durch das Kopfhörerpolster abgeschirmt ist, wird das Kopfhörerpolster an das Ohr mit einer relativ großen Kraft gedrückt oder gepreßt. Als Folge davon ist das Gefühl der Befestigung des Kopfhörers nicht gut und es ist schwierig, laufend den Kopfhörer eine längere Zeitdauer zu verwenden. Wenn außerdem der geschlossene Kopfhörer als Kopfhörer ausgebildet ist, um das externe Umgebungsgeräusch abzuschirmen, um dadurch vollständig das Umgebungsgeräusch abzuschirmen, kann die Sprache, die durch eine Person im Bereich des Kopfhörers gesprochen wird, nicht gehört werden, was gefährlich sein kann.
Wenn der Kopfhörer zur Abschirmung des Umgebungsgeräusches in einem Flugzeug verwendet wird und der Pilot nicht auf den Ton eines Motors während des Flugs hören kann, ist die Verwendung des geschlossenen Kopfhörers nicht günstig, da es schwierig ist, laufend den geschlossenen Kopfhörer eine längere Zeitdauer lang beispielsweise bei einem Flug von mehreren Stunden aufgrund eines unangenehmen Gefühls zu verwenden. Da außerdem der Ton beispielsweise ein Alarmton, der im Flugzeug verbreitet wird, durch die Verwendung des Kopfhörers abgeschirmt wird, um das Umgebungsgeräusch abzuschirmen, kann beim Auftreten eines Notfalles eine Maßnahme oder eine Handlung im Notfall aufgrund der Verwendung des Kopfhörers verzögert werden, was ein wichtiges Problem bezüglich der Sicherheit darstellt.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Kopfhörer bereitzustellen, mit dem das Umgebungsgeräusch reduziert werden kann, bei dem die oben erwähnten Nachteile in Verbindung mit dem Stand der Technik vermieden werden können.
Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kopfhörer zur Reduzierung des Umgebungsgeräusches bereitzustellen, der nicht nur das Gefühl einer Befestigung, welche für eine Person ausreichend ist, bereitstellen kann, um diesen eine längere Zeitdauer lang zu verwenden, sondern der auch einen externen Ton mit einem notwendigen Minimum zu den Ohren einer Person überträgt, welche den Kopfhörer verwendet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Kopfhörer bereitgestellt, der aufweist:
eine Lautsprechereinheit, die in einem Unterbringungsteil untergebracht ist;
ein Mikrophon, welches an einer Vorderseite der Lautsprechereinheit angeordnet ist, um ein Geräusch von außen aufzunehmen;
eine Einrichtung, um das Ausgangssignal des Mikrophons vom Eingangsaudiosignal für die Lautsprechereinheit zu subtrahieren, um das Geräusch von außen zu reduzieren;
dadurch gekennzeichnet, daß das Unterbringungsteil ein offenes Teil ist;
und daß ein Filter vorgesehen ist, um wahlweise den Pegel der Hochfrequenzkomponente des Ausgangssignals des Mikrophons abzusenken, wodurch der Pegel einer Niederfrequenzkomponente des Außengeräusches durch das Ausgangssignal der Lautsprechereinheit reduziert wird.
Der Kopfhörer kann außerdem einen Equalizer aufweisen, der eine Frequenzeigenschaft hat, die in etwa entgegengesetzt zu der des Filters ist; und
wobei das Eingangsaudiosignal durch den Equalizer läuft, dann das Ausgangssignal des Mikrophons von diesem subtrahiert wird, wobei das Ergebnis durch das Filter läuft und dann zur Lautsprechereinheit geliefert wird.
Alternativ dazu kann das Ausgangssignal des Mikrophons gefiltert werden, bevor es vom Eingangssignal subtrahiert wird. Der Kopfhörer besitzt außerdem vorzugsweise eine Durchgangsschaltung, um das Eingangsaudiosignal unmittelbar zur Lautsprechereinheit zu liefern, wenn eine Spannung einer Spannungsversorgung zur Ansteuerung einer Ansteuerschaltung der Lautsprechereinheit unter einen vorgegebenen Wert abfällt.
Durch die Erfindung wird, da der Kopfhörer ein offener Kopfhörer ist und dessen Hochfrequenzkomponenten des Geräuschreduktionssignals durch das Filter vermindert werden, nicht nur ein gutes Befestigungsgefühl des Kopfhörers erhalten, so daß eine Person den Kopfhörer eine längere Zeitdauer lang verwenden kann, ohne ermüdet zu werden, sondern auch der Ton einer relativ hohen Frequenzkomponente, wie der Sprache, wird nicht durch das Geräuschreduktionssignal ausgelöscht. Als Folge davon kann eine Person, die den Kopfhörer verwendet, die erforderlichen Töne hören.
Die Verwendung des Equalizers, der die im wesentlichen entgegengesetzte Frequenzkennlinie zu der des Filters hat, ergibt eine in etwa flache Frequenzkennlinie, so daß nicht nur der Ton, beispielsweise Musik oder dgl. zufriedenstellend reproduziert wird, sondern ein Umgebungsgeräusch, welches anders ist als das relativ hohe Frequenzband, beispielsweise die Sprache, durch das Rauschreduktionssignal ausgelöscht wird, so daß eine Person zufriedenstellend dem Eingangsaudiosignal zuhören kann, beispielsweise einer Musik, ohne durch das Umgebungsgeräusch gestört zu werden.
Die Verwendung der Durchgangsschaltung, um unmittelbar das Eingangsaudiosignal zur Lautsprechereinheit zu liefern, wenn eine Spannung der Spannungsversorgung zur Ansteuerung der Ansteuerschaltung der Lautsprechereinheit unter den vorgegebenen Wert abfällt, erlaubt die übliche Verwendung des Geräts, sogar wenn der Unterdrückungsbetrieb aufgrund der Abnahme der Spannungsversorgung nicht möglich ist.
Die Erfindung wird nun durch ein Ausführungsbeispiel in der folgenden ausführlichen Beschreibung einer beispielhaften Ausführungsform beschrieben, die in Verbindung mit den Zeichnungen gelesen werden sollte, bei der gleiche Bezugszeichen dazu verwendet werden, um gleiche oder ähnliche Teile in mehreren Ansichten zu zeigen, und in denen:
Fig. 1 in Blockform eine Anordnung zeigt, um das Umgebungsgeräusch auszulöschen, die in einem Kopfhörer gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung befestigt ist;
Fig. 2 eine schematische Darstellung ist, welche allgemein einen Kopfhörer gemäß der Ausführungsform zeigt;
Fig. 3 eine schematische perspektivische Ansicht ist, die den Kopfhörer gemäß der Ausführungsform zeigt;
Fig. 4 eine schematische Querschnittsansicht des Kopfhörers gemäß der Ausführungsform längs einer Linie IV-IV von Fig. 3 zeigt; und
Fig. 5A bis 5D schematische Diagramme sind, die die Frequenzkennlinien verschiedener Teile der Schaltungsanordnung von Fig. 1 zeigen.
Es wird nun ein Kopfhörer gemäß einer Ausführungsform mit Hilfe von Fig. 1 bis Fig. 5A bis 5D beschrieben, wobei in diesem Fall die vorliegende Erfindung auf ein Kopfhörergerät angewendet wird, welche innerhalb eines Fahrzeugs verwendet wird, beispielsweise eines Flugzeugs oder dgl..
Fig. 2 zeigt allgemein eine Anordnung des Kopfhörers nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Gemäß Fig. 2 ist der Kopfhörer 10 so aufgebaut, daß eine rechte und linke Lautsprechereinheit 20R und 20L an einem Kopfband 11 befestigt sind. Eine jede der Lautsprechereinheiten 20R und 20L ist so eingerichtet, um einen sogenannten offenen Kopfhörer zu bilden. Die Signalleitungen 12L und 12R sind jeweils aus den Lautsprechereinheiten 20L und 20R herausgeführt und mit einem Batteriekasten 40 verbunden, so daß eine elektrische Spannung zur Ansteuerung der Lautsprechereinheiten von einer Batterie, die im Batteriekasten 40 untergebracht ist, zu den Lautsprechereinheiten 20L und 20R geliefert wird. Der Batteriekasten 40 besitzt einen Ein- und Ausschalter 41 und eine Kontrollampe 42. Am Ende einer Signalleitung 43 ist ein Stecker 44 befestigt, die aus dem Batteriekasten 40 herausgeführt ist. Der Stecker 44 ist mit einer Stereo-Audio-Signalausgangsbuchse verbunden, die an jedem Passagiersitz befestigt ist. Ein Audiosignalausgangssignal vom Stereo-Audio-Signalausgangsanschluß wird zum linken und rechten Lautsprecher 20L und 20R über die Signalleitung 43 und den Signalleitungen 12L bzw. 12R geliefert, um dadurch das Audiosignal von den Lautsprechereinheiten zu reproduzieren, welche in den Lautsprechern 20L und 20R enthalten sind. Jede Signalleitung 12L und 12R enthält eine Audiosignalübertragungsleitung und eine Spannungsversorgungsleitung.
Jeder Lautsprecher 20L und 20R ist so wie in Fig. 3 und 4 gezeigt ist aufgebaut. Gemäß Fig. 4 sind zwei paarweise Gehäuseteile 21 und 22, die aus Kunststoff bestehen, miteinander verbunden, um ein Gehäuse zu bilden. Eine Miniaturlautsprechereinheit 23 ist in etwa im Mittelteil des Gehäuses angeordnet. Eine Membran 24, die an der Lautsprechereinheit 23 befestigt ist, wird durch eine Magnetschaltung (nicht gezeigt) beispielsweise eine Schwingspule oder dgl. angesteuert oder in Schwingung versetzt, um dadurch eine Tonschwingung zu erzeugen. Die so erzeugte Tonschwingung wird zur Vorderseite der Lautsprechereinheit über Durchgangslöcher 26 übertragen, die durch ein Schutzteil 25 gebohrt sind, welches an der Vorderseite der Membran vorgesehen ist. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, ist ein hoch abgedichtetes oder luftdichtes elastisches Material 27, welches einen ringförmigen Aufbau hat, an der Peripherie der Vorderfläche des Schutzteils 25 befestigt. Das elastische Material 27 hat die Aufgabe, die Frequenzkennlinie des Kopfhörers einzustellen. Ein Miniaturmikrophon 28 ist in einer Aussparung 27a angeordnet, die an einem unteren Bereich des elastischen Materials 27 vorgesehen ist. Ein Rundstrahl- oder nicht-gerichtetes Mikrophon kann als Mikrophon 28 verwendet werden.
Ein Kissen 29a und ein Ohrpolster 29b sind an der Vorderseite einer jeden der Lautsprechereinheiten 20L und 20R befestigt, um das Mikrophon 28 und das elastische Material 27 abzudecken. Das Kissen 29a und das Ohrpolster 39b bestehen aus elastischem Material, welches eine Luftdurchläßigkeit und welches eine relativ niedrige Dichte hat, beispielsweise einem Schwamm oder dgl., um nicht die Übertragung der Tonschwingung, die durch die Lautsprechereinheit 23 erzeugt wird, zu behindem. Aufgrund des Kissens 29a wird nicht nur ein Pfeifen oder eine akustische Rückkopplung vermieden, sondern es kann auch das Gefühl des Kopfhörers, wenn dieser über dem Ohr gehalten wird, verbessert werden. Da das Kissen 29a und das Ohrpolster 29b, die jeweils eine gute Luftdurchläßigkeit haben, so vorgesehen sind, um die Vorderseite einer jeden der Lautsprechereinheiten 20L und 20R abzudecken, ist der Kopfhörer 10 als offener Kopfhörer (d.h., Druckgradientenkopfhörer) ausgebildet, bei dem ein Zwischenraum zwischen dem Ohr und der Lautsprechereinheit 23 nicht abgeschlossen ist. Auf der Rückseite der Lautsprechereinheit 23 ist mittels Schrauben 30 eine Schaltungsplatte 31, auf welcher eine Schaltungsanordnung zum Unterdrücken des Umgebungsgeräusches befestigt ist, befestigt.
Mit Hilfe von Fig. 1 wird nun eine Schaltungsanordnung des Kopfhörers, welche auf der Schaltungsplatte 31 befestigt ist, beschrieben. Nach Fig. 1 wird ein Audiosignal eines rechten oder linken Kanals, welches von einer externen Audioeinrichtung über die Signalleitung 12L oder 12R übertragen wird, zu einem Audiosignaleingangsanschluß 1 geliefert. Das zum Eingangsanschluß 1 gelieferte Audiosignal wird zu einem Addierer 3 über einen Equalizer 2 geliefert. Der Equalizer 2 ist so eingerichtet, daß er eine Frequenzkomponente von ungefähr 1 kHz oder mehr eines Eingangssignals, wie in Fig. 5A gezeigt ist, anhebt, so daß dessen Frequenzkennlinie in etwa entgegengesetzt zu der eines Filters 5 ist, was später beschrieben wird.
Ein Audiosignal, welches durch das Mikrophon 28 aufgenommen wird, wird ebenfalls zum Addierer 3 geliefert, in welchem das Audiosignal vom Mikrophon 28 und das Ausgangssignal des Equalizers 2 miteinander addiert werden. In diesem Fall wird eine Polarität des Audiosignals vom Mikrophon 28 entgegengesetzt zur der des Audiosignais vom Equalizer 2 bei der Addition. Dann wird das addierte Signal vom Addierer 3 zum Filter 5 über einen Eingangsverstärker 4 geliefert. Das Filter ist so eingerichtet, einen Pegel einer Frequenzkomponente von ungefähr 1 kHz oder mehr eines Eingangssignals, wie in Fig. 5B gezeigt ist, abzusenken, so daß dessen Frequenzkennlinie in etwa entgegengesetzt zu der des Equalizers 2 ist.
Ein Ausgangssignal des Filters 5 wird zur Lautsprechereinheit 23 über einen Ausgangsverstärker 6 geliefert, so daß die Membran 24 der Lautsprechereinheit 23 gemäß dem Audiosignal vom Ausgangsverstärker 6 in Schwingung versetzt wird, um dadurch einen Ton auszugeben. Die Schaltungen beispielsweise des Eingangsverstärkers 4, des Ausgangsverstärkers 6 und dgl., die eine Spannungsversorgung, um betrieben zu werden, erfordern, werden mit einer elektrischen Spannung über die Signalleitungen 12R und 12L vom Batteriekasten 40 beliefert.
Das Audiosignal, welches zum Eingangsanschluß 1 geliefert wird, wird außerdem zur Lautsprechereinheit 23 über eine Durchgangsschaltung 7 geliefert. Die Durchgangsschaltung 7 besteht aus Widerständen R1, R2 und R3, die in Reihe geschaltet sind, in welchen das Audiosignal vom Eingangsanschluß 1 an den Widerstand R1 angelegt wird, wobei ein Audiosignal-Ausgangssignal vom Widerstand R3 an die Lautsprechereinheit 23 angelegt wird. Ein Verbindungspunkt zwischen den Widerständen R1 und R2 ist über einen Schalter SW1 geerdet, und ein Verbindungspunkt zwischen den Widerständen R2 und R3 ist über einen Schalter SW2 geerdet. Die Schalter SW1 und SW2 werden in Abhängigkeit von einer Spannung der Spannungsversorgung, die vom Batteriekasten 40 geliefert wird, über die Signalleitung 12L oder 12R gesteuert. Das heißt, daß eine jede der Lautsprechereinheiten 20L und 20R eine Ermittlungsschaltung (nicht gezeigt) hat, um die Spannung der Spannungsversorgung (Batterie) zu ermitteln, die vom Batteriekasten 40 geliefert wird. Ein jeder der Schalter SW1 und SW2 ist in einem offenen oder unterbrochenen Zustand, wenn die Ermittlungsschaltung ermittelt, daß die Spannung der Spannungsversorgung auf einen Pegel abnimmt, der schwierig ist, um die entsprechenden Schaltungen zu betreiben.
Ein jeder Schalter SW1 und SW2 besteht aus einem Halbleiterschalter und ist so aufgebaut, daß er in einem offenen Zustand verbleibt, wenn eine Spannung, die ausreichend ist, um die Schalter zu betätigen, nicht erhalten wird.
Da die Durchgangsschaltung 7 wie oben erwähnt aufgebaut ist, arbeitet, wenn jeder der Schalter SW1 und SW2 nicht in einem geschlossenen oder Schaltzustand ist, die Durchgangsschaltung 7 so, daß sie den Pfad zwischen dem Eingangsanschluß 1 und der Lautsprechereinheit 23 elektrisch unterbricht, so daß das Audiosignal, welches an dem Eingangsanschluß 1 angelegt wird, zur Lautsprechereinheit 23 über einen Pfad vom Equalizer 2 zum Ausgangsverstärker 6 geliefert wird. Wenn im Gegensatz dazu jeder der Schalter SW1 und SW2 offen ist, ist der Lautsprecher 23 unmittelbar mit Eingangsanschluß 1 über die Widerstände R1, R2 und R3 verbunden.
Bei dieser Ausführungsform ist die Schaltungsanordnung von Fig. 1 in einer jeden der rechten und linken Lautsprechereinheiten 20R und 20L untergebracht, so daß zwei Sätze der Schaltungsanordnung von Fig. 1 vorgesehen sind, d.h., einer für die rechte- und einer für die linke Lautsprechereinheit des Kopfhörers.
Es wird nun die Arbeitsweise des Kopfhörers nach der Ausführungsform beschrieben. Zunächst wird die Arbeitsweise für einen Fall beschrieben, wo der Kopfhörer mit einer Spannung, die ausreichend ist, um diese zu betreiben, von der Spannungsversorgung (Batterie) des Batteriekastens 40 beliefert wird, d.h., für einen Fall, wo eine Spannung der Spannungsversorgung zum Ansteuern der Ansteuerschaltung der Lautsprechereinheit nicht unter einem vorgegebenen Wert ist. In diesem Fall wird verhindert, daß das Audiosignal vom Eingangsanschluß 1 durch die Durchgangsschaltung 7 läuft, da beide Schalter SW1 und SW2 geschlossen sind. Das Audiosignal vom Eingangsanschluß 1 wird zum Audiosignal, welches durch das Mikrophon 28 aufgenommen wird, im Addierer 3 addiert, und das addierte Audiosignal vom Addierer 3 wird von der Lautsprechereinheit 23 ausgegeben. Da das Mikrophon 28 an einer Vorderseite der Lautsprechereinheit 23 angeordnet ist, wird das Umgebungsgeräusch, welches zu den Ohren einer Person übertragen wird, welche den Kopfhörer 10 verwendet, durch ein Signalausgangssignal von der Lautsprechereinheit 23 unterdrückt, welches die entgegengesetzte Phase zu der des Umgebungsgeräusches hat. Aus diesem Grund wird das Umgebungsgeräusch nicht zu den Ohren der Person übertragen, welche den Kopfhörer 10 verwendet.
Da in dieser Hinsicht das Signal, welches vom Mikrophon 28 zur Lautsprechereinheit 23 zurückgeführt wird, durch das Filter 5 läuft, um einen Pegel der höheren Frequenzkomponente von ungefähr 1 kHz oder mehr abzusenken, hat das Rückführungssignal nur eine relativ niedrigere Frequenzkomponente, die niedriger ist als 1 kHz, so daß das Umgebungsgeräusch von nur einer Frequenzkomponente, die niedriger ist als 1 kHz, durch das Ausgangssignal von der Lautsprechereinheit 23 unterdrückt wird. Daher kann ein Umgebungston mit einer relativ hohen Frequenz, beispielsweise die Sprache, ein Alarmton oder dgl. durch eine Person gehört werden, sogar wenn die Person den Kopfhörer 10 verwendet. Sogar wenn die Person den Kopfhörer 10 verwendet, da die Person unmittelbar einen Urngebungszustand beurteilen kann, kann die Sicherheit der Person sichergestellt werden. Außerdem kann ein Raspel-Umgebungsgeräusch mit einer relativ niedrigeren Frequenz, beispielsweise der Ton eines Motors eines Flugzeuges, wirksam durch die Schaltungsanordnung der Ausführungsform beseitigt werden.
Das Audiosignal, das zum Eingangsanschluß 1 geliefert wird, wird bezüglich seiner Hochfrequenzkomponente durch den Equalizer 2 angehoben und dann bezüglich seiner Hochfrequenzkomponente durch das Filter 5 abgesenkt, das eine Frequenzkennlinie in etwa entgegengesetzt zu der des Equalizers hat, so daß die Gesamtfrequenzkennlinie der Schaltungsanordnung vom Equalizer 2 zur Lautsprechereinheit 23 von Fig. 1 in etwa flach ist. Das heißt, wenn die Frequenzkennlinie des Equalizers 2, des Filters 5 und der Lautsprechereinheit 23 so eingestellt ist, wie in Fig. 5A, 5B bzw. 5C gezeigt ist, wird die Gesamtfrequenzkennlinie der Schaltungsanordnung von Fig. 1 im wesentlichen flach über ein gesamtes Audiowiedergabe-Frequenzband, wie durch eine Kurve a in Fig. 5D gezeigt ist. Im Gegensatz dazu wird nur das Signal, welches vom Mikrophon 28 zur Lautsprechereinheit 23 zurückgeführt wird, bezüglich seiner Hochfrequenzkomponente um etwa 1 kHz oder mehr abgesenkt, wie durch eine gestrichelte Linie b in Fig. 5D gezeigt ist.
Da somit ein Audiosignal, beispielsweise Musik oder dgl., welches zum Eingangsanschluß 1 geliefert wird, in einem Zustand reproduziert wird, wo das Umgebungsgeräusch einer Niederfrequenzkomponente beseitigt ist, kann eine Person einem Audiosignal, beispielsweise Musik oder dgl. zuhören, wobei der Einfluß des Umgebungsgeräusches beseitigt ist, sogar wenn die Person den Kopfhörer in einem Fahrzeug mit einem großen Geräuschpegel, beispielsweise einem Flugzeug verwendet. Somit kann die Person zufriedenstellend einem Musiksignal beispielsweise einer Musik usw. zuhören, sogar wenn ein Tonlautstärke eines reproduzierten Signals relativ klein eingestellt ist. Damit kann ein nachteiliger Einfluß auf das Hörgefühl minimiert werden, sogar wenn die Person den Kopfhörer eine längere Zeitdauer bei einer großen Tonlautstärke verwendet.
Da der Kopfhörer 10 gemäß der Ausführungsform als offener Kopfhörer ausgebildet ist, ist ein Druck (Seitendruck), der im Bereich der Ohren einer Person aufgebracht wird, die den Kopfhörer 10 verwendet, relativ klein, so daß das Befestigungsgefühl des Kopfhörers 10 gut ist und eine Person, die den Kopfhörer 10 verwendet, nicht ermüdet wird, sogar wenn dieser eine längere Zeitdauer befestigt ist. Da in diesem Fall der Umfangsbereich des Mikrophons 28 zum Erhalten des Signals, welches zurückgeführt wird, durch das hochabgedichtete oder luftdichte elastische Material abgedeckt ist, kann das Signal, welches zurückgeführt wird, durch das Mikrophon 28 mit einer hohen Wirksamkeit aufgenommen werden. Als Folge davon kann der Kopfhörer der Ausführungsform die Wirksamkeit erzielen, die in etwa die gleiche wie ein Kopfhörer zum Abschirmen des Umgebungsgeräusches ist, der durch einen geschlossenen Kopfhörer gebildet ist. Das hochabgedichtete oder luftdichte elastische Material 27 kann durch ein hartes Material gebildet sein, beispielsweise Kunststoff oder der gleichen, wobei in diesem Fall jedoch das Befestigungsgefühl des Kopfhörers leicht verschlechtert wird.
Wenn eine Spannung, die zum Kopfhörer 10 geliefert wird, einen ungenügenden Wert, um das Gerät zu betreiben, aufgrund des Verbrauchs der Spannungsversorgung (Batterie) im Batteriekasten 40 annimmt, d.h., wenn eine Spannung der Spannungsversorgung zum Ansteuern der Ansteuerschaltung der Lautsprechereinheit unter den vorgegebenen Wert absinkt, werden die Schalter SW1 und SW2 geöffnet. Als Folge davon wird das Umgebungsgeräusch nicht beseitigt, sondern es wird das Audiosignal, welches zum Eingangsanschluß 1 geliefert wird, zur Lautsprechereinheit 23 über die Durchgangsschaltung 7 geliefert, so daß das Audiosignal in der gleichen Weise wie bei einem üblichen Kopfhörer reproduziert werden kann. Somit kann, sogar wenn die Spannungsversorgung aufgebraucht ist, das Audiosignal, welches zum Eingangsanschluß 1 über den Stecker 44 (Fig. 2) von der externen Audioeinrichtung geliefert wird, von der Lautsprechereinheit 23 ausgegeben werden, so daß eine Person mit Sicherheit den Ton hören kann, beispielsweise eine Ankündigung oder dgl. in einem Fahrzeug.
Obwohl bei der obigen Ausführungsform das vom Mikrophon 28 zurückgeführte Signal zum Audiosignal vom Eingangsanschluß 1 in einer vorgehenden Stufe des Filters 5 addiert wird, kann die vorliegende Erfindung in einer Weise modifiziert werden, daß nur das vom Mikrophon 28 zurückgeführte Signal zum Filter 5 geliefert wird und das Audiosignal vom Eingangsanschluß 1 zum Ausgangssignal des Filters 5 in einer nachfolgenden Stufe addiert wird. In diesem Fall muß jedoch die Frequenzkennlinie des Equalizers leicht geändert werden. Obwohl weiter bei der obigen Ausführungsform die Phase des Signals, welches zurückgeführt wird, beim Addieren des Addierers 3 invertiert wird, kann der Phaseninvertierungsbetrieb durch eine andere Schaltung durchgeführt werden. Obwohl weiter bei der obigen Ausführungsform das Filter 5 so eingerichtet ist, einen Pegel der Frequenzkomponente von ungefähr 1 kHz oder mehr des Eingangssignals abzusenken, kann das Filter 5 so eingerichtet sein, einen Pegel der Frequenzkomponente eines anderen Frequenzbandes, beispielsweise 2 kHz oder mehr, abzusenken.
Obwohl außerdem bei der obigen Ausführungsform der Kopfhörer 10 mit der elektrischen Spannung von dem Batteriekasten 40 beliefert wird, der zwischen dem Kopfhörer 10 und dem Stecker 44 geschaltet ist, kann eine Batterie innerhalb des Kopfhörers untergebracht sein, oder es kann die elektrische Spannung vom Stecker 44 geliefert werden. Im letzteren Fall können andere Übertragungsleitungen zur Lieferung der elektrischen Spannung unabhängig von Signalleitungen für das Audiosignal vorgesehen sein, oder es kann die elektrische Spannung über die Signalleitungen durch Überlagerung auf dem Audiosignal übertragen werden.
Außerdem kann weiter der Kopfhörer verkleinert werden, wobei die Schaltungen, beispielsweise das Filter, der Equalizer oder dgl. im Batteriekasten oder der externe Audioeinrichtungen untergebracht werden.
Obwohl bei der obigen Ausführungsform der Kopfhörer so aufgebaut ist, daß er in einem Fahrzeug, beispielsweise einem Flugzeug oder dgl. verwendet werden kann, ist der Kopfhörer nicht darauf beschränkt und kann in verschiedenen Situationen verwendet werden.
Wie oben dargestellt wurde, wird gemäß der Erfindung, da der Kopfhörer als offener Kopfhörer ausgebildet ist und da weiter das zum Lautsprecher zurückgeführte Signal bezüglich seines Pegels einer hohen Frequenzkomponente durch das Filter abgesenkt wird, nicht nur ein gutes Befestigungsgefühls des Kopfhörers erhalten, wobei eine Person den Kopfhörer eine längere Zeitdauer verwenden kann, ohne ermüdet zu werden, sondern es wird der Ton einer relativ hohen Frequenzkomponente, beispielsweise die Sprache oder dgl., nicht durch das Rückführungssignal unterdrückt. Als Folge davon kann eine Person, die den Kopfhörer verwendet, den Ton bei einem Minimum hören, um dadurch die Sicherheit der Person sicher zu stellen.
Gemäß der Erfindung ist außerdem der Kopfhörer als offener Kopfhörer ausgebildet, und die Schaltungsanordnung des Kopfhörers ist so aufgebaut, daß das Filter aufgebaut ist, um den Eingangspegel einer Hochfrequenzkomponente abzusenken, und das Eingangsaudiosignal wird über den Equalizer, der in etwa eine entgegengesetzte Frequenzkennlinie zu der des Filters hat, zum zurückgeführten Signal addiert und dann von der Lautsprechereinheit ausgegeben. Als Folge davon wird das Eingangsaudiosignal von der Lautsprechereinheit ausgegeben, wobei die Frequenzkennlinie relativ flach gehalten wird, wobei das Umgebungsgeräusch, welches sich vom Ton unterscheidet, mit einem relativ hohen Frequenzband, beispielsweise einer Sprache oder dgl., durch das Rückführungssignal unterdrückt wird, so daß eine Person zufriedenstellend auf das Eingangsaudiosignal, beispielsweise einer Musik oder dgl. zuhören kann, ohne durch das Umgebungsgeräusch gestört zu werden.
In dieser Hinsicht liefert die vorliegende Erfindung die Durchgangsschaltung, um unmittelbar das Eingangsaudiosignal zur Lautsprechereinheit zu liefern, wenn eine Spannung der Spannungsversorgung zur Ansteuerung der Ansteuerschaltung der Lautsprechereinheit unter einen vorgegebenen Wert sinkt. Wenn daher der Unterdrückungsbetrieb des Umgebungsgeräusches durch den Kopfhörer nicht aufgrund der Abnahme der Ausgangsspannung der Spannungsversorgung arbeitet, kann der Kopfhörer gemäß der vorliegenden Erfindung wie ein üblicher Kopfhörer verwendet werden, um das Eingangsaudiosignal zu reproduzieren, so daß das Eingangsaudiosignal laufend ohne unterbrochen zu werden reproduziert werden kann.
Obwohl eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung in bezug auf die Zeichnungen beschrieben wurde, versteht es sich, daß die Erfindung nicht auf die genaue Ausführungsform beschränkt ist und daß verschiedene Änderungen durch einen Fachmann durchgeführt werden können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, wie er in den beiliegenden Ansprüchen definiert ist.

Claims

1. Kopfhörer (10), der aufweist:

eine Lautsprechereinheit (23), die in einem Unterbringungsteil (11, 21, 22) untergebracht ist;

ein Mikrophon (28), welches an einer Vorderseite der Lautsprechereinheit (23) angeordnet ist, um ein Geräusch von außen aufzunehmen;

eine Einrichtung (3), um das Ausgangssignal des Mikrophons (28) vom Eingangsaudiosignal für die Lautsprechereinheit (23) zu subtrahieren, um das Geräusch von außen zu reduzieren;

dadurch gekennzeichnet, daß das Unterbringungsteil (11, 21, 22) ein offenes Teil ist;

und daß ein Filter (5) vorgesehen ist, um wahlweise den Pegel der Hochfrequenzkomponente des Ausgangssignals des Mikrophons (28) abzusenken, wodurch der Pegel einer Niederfrequenzkomponente des Außengeräusches durch das Ausgangssignal der Lautsprechereinheit (23) reduziert wird.

2. Kopfhörer (10) nach Anspruch 1, der außerdem aufweist:

einen Equalizer (2), der eine Frequenzeigenschaft hat, die in etwa entgegengesetzt zu der des Filters (5) ist; und

wobei das Eingangsaudiosignal durch den Equalizer (2) läuft, dann das Ausgangssignal des Mikrophons (28) von diesem subtrahiert wird, wobei das Ergebnis durch das Filter (5) läuft und dann zur Lautsprechereinheit (23) geliefert wird.

3. Kopfhörer (10) nach Anspruch 1, wobei das Ausgangssignal des Mikrophons (28) zum Filter (5) geliefert wird, bevor es vom Eingangsaudiosignal subtrahiert wird.

4. Kopfhörer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der außerdem eine Bypaßschaitung (7) besitzt, um das Eingangsaudiosignal unmittelbar zur Lautsprechereinheit (23) zu liefern, wenn eine Spannung einer Spannungsversorgung zum Ansteuern einer Ansteuerschaltung der Lautsprechereinheit (23) unter einen vorgegebenen Wert absinkt.