JP2000013890A - ディジタル式電気音響変換器 - Google Patents
ディジタル式電気音響変換器Info
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- H04R1/005—Details of transducers, loudspeakers or microphones using digitally weighted transducing elements
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- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
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- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
- Piezo-Electric Transducers For Audible Bands (AREA)
- Telephone Function (AREA)
- Electrostatic, Electromagnetic, Magneto- Strictive, And Variable-Resistance Transducers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 騒音下における音声等の通話品質を向上させ
ること。 【解決手段】 静電型電気音響変換器（コンデンサイヤ
ホン）である複数の発音用ユニットＡ２２と静電型音響
電気変換器（コンデンサマイクロホン）である１個の受
音用ユニットＢ２３を防音ハウジング２１のキャビティ
ー内に配列し、ユニットＡ２２を帰還ループに入れ、ユ
ニットＢ２３の出力をプリアンプ２４でレベル調整し、
サンプルホールド回路２５でサンプリングし、デルタ変
調回路２６でデルタ変調し、その出力のパルス数を演算
回路２７で演算してユニットＡのための駆動信号を生成
するとともに、ユニットＢの振動膜の振動を検出して常
にゼロに保つように演算制御する。一方、信号端子２８
から入力された音声信号がユニットＡ駆動信号に重畳さ
れてキャンビティー内に放射される。
ること。 【解決手段】 静電型電気音響変換器（コンデンサイヤ
ホン）である複数の発音用ユニットＡ２２と静電型音響
電気変換器（コンデンサマイクロホン）である１個の受
音用ユニットＢ２３を防音ハウジング２１のキャビティ
ー内に配列し、ユニットＡ２２を帰還ループに入れ、ユ
ニットＢ２３の出力をプリアンプ２４でレベル調整し、
サンプルホールド回路２５でサンプリングし、デルタ変
調回路２６でデルタ変調し、その出力のパルス数を演算
回路２７で演算してユニットＡのための駆動信号を生成
するとともに、ユニットＢの振動膜の振動を検出して常
にゼロに保つように演算制御する。一方、信号端子２８
から入力された音声信号がユニットＡ駆動信号に重畳さ
れてキャンビティー内に放射される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アナログの音響信号を
扱う一般の情報通信機器、電気音響機器、計測機器及び
システムのうち、これらの機器あるいはシステムの音声
出力装置に関するもので、特に騒音下でアナログの音響
信号とディジタル化された機器あるいはシステムと接続
して通信に利用される防騒音型のディジタル式電気音響
変換器に関するものである。
扱う一般の情報通信機器、電気音響機器、計測機器及び
システムのうち、これらの機器あるいはシステムの音声
出力装置に関するもので、特に騒音下でアナログの音響
信号とディジタル化された機器あるいはシステムと接続
して通信に利用される防騒音型のディジタル式電気音響
変換器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、騒音下において音声等による通信
を行う場合、送信側については接話型のマイクロホンを
用いるなどの方法がある。一方受信側では、参考文献１
（建築音響工学ハンドブック、技報堂、昭和３８年）に
も示されているごとく、防騒音型の受話器が用いられる
ことが多い。図５はこのような受話器の構成を示し、１
１は防音ハウジング、１２は受話器本体、１３は圧着用
パッドである。外部騒音は防音ハウジング１１により遮
音され、レベルが軽減されて耳に到着する。
を行う場合、送信側については接話型のマイクロホンを
用いるなどの方法がある。一方受信側では、参考文献１
（建築音響工学ハンドブック、技報堂、昭和３８年）に
も示されているごとく、防騒音型の受話器が用いられる
ことが多い。図５はこのような受話器の構成を示し、１
１は防音ハウジング、１２は受話器本体、１３は圧着用
パッドである。外部騒音は防音ハウジング１１により遮
音され、レベルが軽減されて耳に到着する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の防騒音型受話器における防音ハウジングは、十分な
遮音効果を持つためには全体に肉厚が大でかつ重量も十
分なものが必要でありその場合には装着、操作が煩雑と
なる。また受話器の装着は、圧着用パッドの部分を耳殻
を覆うように当てがい、その際、圧着力が大きいと頭部
に違和感を生じて不快となり、また圧着力が弱いと、特
に低音領域が漏れ、十分な遮音効果が得られない等の問
題があった。
来の防騒音型受話器における防音ハウジングは、十分な
遮音効果を持つためには全体に肉厚が大でかつ重量も十
分なものが必要でありその場合には装着、操作が煩雑と
なる。また受話器の装着は、圧着用パッドの部分を耳殻
を覆うように当てがい、その際、圧着力が大きいと頭部
に違和感を生じて不快となり、また圧着力が弱いと、特
に低音領域が漏れ、十分な遮音効果が得られない等の問
題があった。
【０００４】本発明は、このような従来の問題を解決す
るものであり、装着感に優れ、かつ遮音効果に優れた防
騒音型のディジタル式電気音響変換器を提供することを
目的とする。
るものであり、装着感に優れ、かつ遮音効果に優れた防
騒音型のディジタル式電気音響変換器を提供することを
目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、受聴耳近傍に耳殻を覆うよう形成された
キャビティーの内部の音圧を検出し、これを打ち消すよ
うにこのキャビティーの内部に音圧を放射することによ
り、耳に達する騒音を減少させるとともに、この音圧に
伝達すべき音声信号を重畳してキャビティー内に放射す
るようにしたものである。キャビティーは、内部に騒音
がある程度侵入することを前提としているため、自重、
圧着力共に従来の防音型受話器に比べはるかに軽減する
ことができる。また、この防騒音型受話器は、受話信号
が無い場合には、いわゆるイヤーマフとして使用するこ
とができる。
成するために、受聴耳近傍に耳殻を覆うよう形成された
キャビティーの内部の音圧を検出し、これを打ち消すよ
うにこのキャビティーの内部に音圧を放射することによ
り、耳に達する騒音を減少させるとともに、この音圧に
伝達すべき音声信号を重畳してキャビティー内に放射す
るようにしたものである。キャビティーは、内部に騒音
がある程度侵入することを前提としているため、自重、
圧着力共に従来の防音型受話器に比べはるかに軽減する
ことができる。また、この防騒音型受話器は、受話信号
が無い場合には、いわゆるイヤーマフとして使用するこ
とができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、静電型電気音響変換器である複数の発音用ユニット
Ａと静電型音響電気変換器である１個の受音用ユニット
Ｂとを同一キャビティー内に配列し、前記ユニットＡを
帰還ループに入れ、前記ユニットＢの出力をデルタ変調
してその出力のパルス数を演算して前記ユニットＡのた
めの駆動信号を生成するとともに、前記ユニットＢの振
動膜の振動を検出して常にゼロに保つよう演算制御し、
前記ユニットＡの駆動信号に音声信号を重畳して前記キ
ャビティー内に放射することを特徴とするディジタル式
電気音響変換器であり、装着感に優れ、かつ遮音効果に
優れた防騒音型のディジタル式電気音響変換器を実現で
きるという作用を有する。
は、静電型電気音響変換器である複数の発音用ユニット
Ａと静電型音響電気変換器である１個の受音用ユニット
Ｂとを同一キャビティー内に配列し、前記ユニットＡを
帰還ループに入れ、前記ユニットＢの出力をデルタ変調
してその出力のパルス数を演算して前記ユニットＡのた
めの駆動信号を生成するとともに、前記ユニットＢの振
動膜の振動を検出して常にゼロに保つよう演算制御し、
前記ユニットＡの駆動信号に音声信号を重畳して前記キ
ャビティー内に放射することを特徴とするディジタル式
電気音響変換器であり、装着感に優れ、かつ遮音効果に
優れた防騒音型のディジタル式電気音響変換器を実現で
きるという作用を有する。
【０００７】本発明の請求項２に記載の発明は、一枚の
導電性振動膜とこれに対向して平行に設置されている静
電駆動用電極よりなる発音体である複数のユニットＡ
と、前記ユニットＡと同一のキャビティー内に配置され
て、一枚の導電性振動膜とこれに対向して平行に設置さ
れてインピーダンス変換用のプリアンプを付随した振動
検出用電極よりなる受音用センサである１個のユニット
Ｂと、前記ユニットＡを複数個のグループとしてとりま
とめてグループ内で駆動用電極を並列に接続し、そのと
りまとめのユニットの個数を、ディジタル信号の各ビッ
ト桁位置に対応するよう２の整数乗となるように配分
し、その配分された個々のグループの駆動用電極の端子
と電極駆動用電源との間を接・断する電極駆動回路と、
前記ユニットＢの振動検出用電極から得られる振動膜の
振動変位信号に対するレベルを調整するプリアンプと、
前記プリアンプの出力信号を一定のクロック周波数によ
って標本化するサンプルホールド回路と、前記サンプル
ホールド回路から出力されたサンプル値を一つ前のサン
プル値と比較して、比較結果があらかじめ設定されてい
るスレショルドを越えて増の場合に＋１、減の場合に−
１、スレショルド以下の場合には０なる符号パルスを出
力するデルタ変調回路と、前記デルタ変調回路の出力で
ある＋１、−１または０を２進数値とみなして累積加減
算するとともに、外部から音声信号を入力する演算回路
と、前記演算回路の出力である２進数を、この電気音響
変換器と外部との接続のインターフェースに整合するク
ロックによってデータサンプリングし、その出力を電極
駆動信号として前記電極駆動回路に所定のフォーマット
で供給する駆動信号供給回路とを備えたディジタル式電
気音響変換器であり、装着感に優れ、かつ遮音効果に優
れた防騒音型のディジタル式電気音響変換器を実現でき
るという作用を有する。
導電性振動膜とこれに対向して平行に設置されている静
電駆動用電極よりなる発音体である複数のユニットＡ
と、前記ユニットＡと同一のキャビティー内に配置され
て、一枚の導電性振動膜とこれに対向して平行に設置さ
れてインピーダンス変換用のプリアンプを付随した振動
検出用電極よりなる受音用センサである１個のユニット
Ｂと、前記ユニットＡを複数個のグループとしてとりま
とめてグループ内で駆動用電極を並列に接続し、そのと
りまとめのユニットの個数を、ディジタル信号の各ビッ
ト桁位置に対応するよう２の整数乗となるように配分
し、その配分された個々のグループの駆動用電極の端子
と電極駆動用電源との間を接・断する電極駆動回路と、
前記ユニットＢの振動検出用電極から得られる振動膜の
振動変位信号に対するレベルを調整するプリアンプと、
前記プリアンプの出力信号を一定のクロック周波数によ
って標本化するサンプルホールド回路と、前記サンプル
ホールド回路から出力されたサンプル値を一つ前のサン
プル値と比較して、比較結果があらかじめ設定されてい
るスレショルドを越えて増の場合に＋１、減の場合に−
１、スレショルド以下の場合には０なる符号パルスを出
力するデルタ変調回路と、前記デルタ変調回路の出力で
ある＋１、−１または０を２進数値とみなして累積加減
算するとともに、外部から音声信号を入力する演算回路
と、前記演算回路の出力である２進数を、この電気音響
変換器と外部との接続のインターフェースに整合するク
ロックによってデータサンプリングし、その出力を電極
駆動信号として前記電極駆動回路に所定のフォーマット
で供給する駆動信号供給回路とを備えたディジタル式電
気音響変換器であり、装着感に優れ、かつ遮音効果に優
れた防騒音型のディジタル式電気音響変換器を実現でき
るという作用を有する。
【０００８】本発明の請求項３に記載の発明は、とりま
とめられたグループ内のユニットＡの個数と、個々のグ
ループに専用に供給される電極駆動用電源の電圧との積
がディジタル信号のビット桁位置に対応して２の整数乗
とすることを特徴とする請求項１または２記載のディジ
タル電気音響変換器であり、装着感に優れ、かつ遮音効
果に優れた防騒音型のディジタル式電気音響変換器を実
現できるという作用を有する。
とめられたグループ内のユニットＡの個数と、個々のグ
ループに専用に供給される電極駆動用電源の電圧との積
がディジタル信号のビット桁位置に対応して２の整数乗
とすることを特徴とする請求項１または２記載のディジ
タル電気音響変換器であり、装着感に優れ、かつ遮音効
果に優れた防騒音型のディジタル式電気音響変換器を実
現できるという作用を有する。
【０００９】本発明の請求項４に記載の発明は、ユニッ
トＢはキャビティー内の音圧を検出し、これに基づいて
キャビティー内の音圧を誤差範囲内においてゼロとなる
ようにユニットＡから発生する音響信号を形成すること
を特徴とする請求項１または２記載のディジタル電気音
響変換器であり、装着感に優れ、かつ遮音効果に優れた
防騒音型のディジタル式電気音響変換器を実現できると
いう作用を有する。
トＢはキャビティー内の音圧を検出し、これに基づいて
キャビティー内の音圧を誤差範囲内においてゼロとなる
ようにユニットＡから発生する音響信号を形成すること
を特徴とする請求項１または２記載のディジタル電気音
響変換器であり、装着感に優れ、かつ遮音効果に優れた
防騒音型のディジタル式電気音響変換器を実現できると
いう作用を有する。
【００１０】本発明の請求項５に記載の発明は、ユニッ
トＡの駆動用電極およびユニットＢの振動検出用電極の
振動膜に対向する面の一部あるいは全部の表面に弗素樹
脂膜等にコロナシャワー等の方法によって電荷を付与し
て形成されたエレクトレット膜を備えたことを特徴とす
る請求項１または２記載のディジタル式電気音響変換器
であり、装着感に優れ、かつ遮音効果に優れた防騒音型
のディジタル式電気音響変換器を実現できるという作用
を有する。
トＡの駆動用電極およびユニットＢの振動検出用電極の
振動膜に対向する面の一部あるいは全部の表面に弗素樹
脂膜等にコロナシャワー等の方法によって電荷を付与し
て形成されたエレクトレット膜を備えたことを特徴とす
る請求項１または２記載のディジタル式電気音響変換器
であり、装着感に優れ、かつ遮音効果に優れた防騒音型
のディジタル式電気音響変換器を実現できるという作用
を有する。
【００１１】本発明の請求項６に記載の発明は、振動膜
を弗素樹脂等によって形成し、その一面に金属等の導電
物を付着させた後、コロナシャワー等の方法により電荷
を付与してエレクトレット膜を形成したことを特徴とす
る請求項１または２記載のディジタル式電気音響変換器
であり、装着感に優れ、かつ遮音効果に優れた防騒音型
のディジタル式電気音響変換器を実現できるという作用
を有する。
を弗素樹脂等によって形成し、その一面に金属等の導電
物を付着させた後、コロナシャワー等の方法により電荷
を付与してエレクトレット膜を形成したことを特徴とす
る請求項１または２記載のディジタル式電気音響変換器
であり、装着感に優れ、かつ遮音効果に優れた防騒音型
のディジタル式電気音響変換器を実現できるという作用
を有する。
【００１２】（実施の形態）図１は本発明の実施の形態
におけるディジタル式電気音響変換器の構成を示すもの
である。図１において、２１はキャビティーを形成する
防音ハウジング、２２は複数の発音体であるユニット
Ａ、２３は１個の受音マイクロホンであるユニットＢ、
２４はプリアンプ、２５はサンプルーホールド回路、２
６はデルタ変調回路、２７は演算回路、２８は信号受信
端子、２９は駆動信号供給回路、３０は電極駆動回路、
３１は駆動電源である。
におけるディジタル式電気音響変換器の構成を示すもの
である。図１において、２１はキャビティーを形成する
防音ハウジング、２２は複数の発音体であるユニット
Ａ、２３は１個の受音マイクロホンであるユニットＢ、
２４はプリアンプ、２５はサンプルーホールド回路、２
６はデルタ変調回路、２７は演算回路、２８は信号受信
端子、２９は駆動信号供給回路、３０は電極駆動回路、
３１は駆動電源である。
【００１３】図２は本実施の形態における電気音響変換
器の防音ハウジングおよびそれによって形成されるキャ
ビティーとユニットＡ、Ｂの構成を示す。図２におい
て、３３はユニットＡ、３４はユニットＢ、３５はハウ
ジング、３６はイヤーパッド、３７は端子である。ユニ
ットＡ３３、ユニットＢ３４の構成をそれぞれ図３、図
４に示す。図３において、４０はケーシング、４１は振
動膜、４２は駆動電極である。図４において、５０はケ
ーシング、５１は振動膜、５２は検出電極、５３はイン
ピーダンス変換回路である。ユニットＡは１個、２個、
４個、８個・・とそれぞれにグループを形成し、それぞ
れ２0 、２1 、２2 、、、、に対応させている。ユニッ
トＢは１個である。
器の防音ハウジングおよびそれによって形成されるキャ
ビティーとユニットＡ、Ｂの構成を示す。図２におい
て、３３はユニットＡ、３４はユニットＢ、３５はハウ
ジング、３６はイヤーパッド、３７は端子である。ユニ
ットＡ３３、ユニットＢ３４の構成をそれぞれ図３、図
４に示す。図３において、４０はケーシング、４１は振
動膜、４２は駆動電極である。図４において、５０はケ
ーシング、５１は振動膜、５２は検出電極、５３はイン
ピーダンス変換回路である。ユニットＡは１個、２個、
４個、８個・・とそれぞれにグループを形成し、それぞ
れ２0 、２1 、２2 、、、、に対応させている。ユニッ
トＢは１個である。
【００１４】次に本実施の形態におけるディジタル式電
気音響変換器の動作について図１を参照して説明する。
静電型電気音響変換器本体であるユニットＡ２２および
静電型音響電気変換器であるユニットＢ２３は、コンデ
ンサスピーカとコンデンサマイクロホンである。コンデ
ンサマイクロホンとコンデンサスピーカはよく知られて
おり、マイクロホンについては、その出力電圧が振動膜
面上の音圧による振動膜の変位と、エレクトレット表面
電位（または成極電圧）に比例することが知られてい
る。コンデンサスピーカの出力音圧は、静電的に振動膜
に加えられる駆動力に比例し、その大きさは、エレクト
レット表面電位（または成極電圧）と外部から与えられ
る信号電圧の積と、振動膜に対向する駆動用電極の面積
の大きさで決定される。このことは周知である。
気音響変換器の動作について図１を参照して説明する。
静電型電気音響変換器本体であるユニットＡ２２および
静電型音響電気変換器であるユニットＢ２３は、コンデ
ンサスピーカとコンデンサマイクロホンである。コンデ
ンサマイクロホンとコンデンサスピーカはよく知られて
おり、マイクロホンについては、その出力電圧が振動膜
面上の音圧による振動膜の変位と、エレクトレット表面
電位（または成極電圧）に比例することが知られてい
る。コンデンサスピーカの出力音圧は、静電的に振動膜
に加えられる駆動力に比例し、その大きさは、エレクト
レット表面電位（または成極電圧）と外部から与えられ
る信号電圧の積と、振動膜に対向する駆動用電極の面積
の大きさで決定される。このことは周知である。
【００１５】そこで、ディジタル信号の各ビットの桁位
置に対応して、 ２0 ：２1 ：２2 ：２3 ：２4 ：……＝ １：２：４：
８：１６：…… の割合でグループのユニットＡの個数を定め、ビットが
存在する場合に、一定電圧の電極駆動用電源とそのユニ
ットグループとの接続を「接」として駆動力を与える。
これにより、ディジタル信号の数値にしたがった大きさ
の音圧をキャビティー内に放射させ、キャビティー内で
の信号全体の大きさは、 ｂ0 ・２0 ＋ｂ1 ・２1 ＋ｂ2 ・２2 ＋ ＋ ただし、ｂ0 ，ｂ1 ，ｂ2 ．．は０または＋／−１とな
る。すなわちユニットＡ群を介した電気−音響の変換
と、ディジタル−アナログ変換を同時に行うものであ
る。その際、印加するディジタル電気信号は、すべての
桁位置に対して電圧が一定であり、かつ十分に高いクロ
ック周波数を持っているものとすると、駆動力の周波数
特性は平坦と見なすことができる。また個々の桁位置に
対する供給電圧とグループ内のユニットＡの個数との積
を上記の割合で設定しても同様の動作が可能である。な
お、このキャビティーの大きさは、対象とする周波数範
囲内において波長よりも小さいので、その内部での音圧
はすべての場所において均一であるとみなせるものであ
る。
置に対応して、 ２0 ：２1 ：２2 ：２3 ：２4 ：……＝ １：２：４：
８：１６：…… の割合でグループのユニットＡの個数を定め、ビットが
存在する場合に、一定電圧の電極駆動用電源とそのユニ
ットグループとの接続を「接」として駆動力を与える。
これにより、ディジタル信号の数値にしたがった大きさ
の音圧をキャビティー内に放射させ、キャビティー内で
の信号全体の大きさは、 ｂ0 ・２0 ＋ｂ1 ・２1 ＋ｂ2 ・２2 ＋ ＋ ただし、ｂ0 ，ｂ1 ，ｂ2 ．．は０または＋／−１とな
る。すなわちユニットＡ群を介した電気−音響の変換
と、ディジタル−アナログ変換を同時に行うものであ
る。その際、印加するディジタル電気信号は、すべての
桁位置に対して電圧が一定であり、かつ十分に高いクロ
ック周波数を持っているものとすると、駆動力の周波数
特性は平坦と見なすことができる。また個々の桁位置に
対する供給電圧とグループ内のユニットＡの個数との積
を上記の割合で設定しても同様の動作が可能である。な
お、このキャビティーの大きさは、対象とする周波数範
囲内において波長よりも小さいので、その内部での音圧
はすべての場所において均一であるとみなせるものであ
る。
【００１６】このようにしてキャビティー内に放射され
た音響信号は、ユニットＢの振動検出用電極によって検
出される。振動検出用電極は、１個の端子に接続され、
この端子から振動膜の振動変位信号が得られる。検出さ
れた振動変位信号は、プリアンプ２４でレベルが調整さ
れた後、サンプル−ホールド回路２５において高速のク
ロック信号でサンプリング（入力サンプリング）され
る。そして、デルタ変調回路２６において、そのサンプ
ル値を一つ前のものと比較して、その差があらかじめ設
定されているスレショルドレベル以上に増加している場
合に＋１、減少している場合に−１なる出力パルスを発
生するとともに、差がスレショルドレベル以内であれば
出力パルスを発生しない。すなわちデルタ変調の操作を
行う。かくして得られた＋１、−１または０なる出力を
２進数とみなして演算回路２７に供給する。演算回路２
７は、この値を累積加減算し、常に新しい駆動信号を作
成する。この動作は文献２（特願平８−３１２５１３号
公報）にも祥述されている。ここで外部から供給される
ディジタル電気信号が無い場合、検出され演算回路２７
に与えられる信号は、ユニットＢの振動膜面上に加えら
れる音圧による加振力によるもののみである。演算回路
２７の出力である２進数を、駆動信号供給回路２９は、
この電気音響変換器と外部との接続のインターフェース
に整合するクロックによってデータサンプリング（出力
サンプリング）し、その出力を電極駆動信号として電極
駆動回路３０に所定のフォーマットで供給する。電極駆
動回路３０には駆動電源３１から電力が供給される。
た音響信号は、ユニットＢの振動検出用電極によって検
出される。振動検出用電極は、１個の端子に接続され、
この端子から振動膜の振動変位信号が得られる。検出さ
れた振動変位信号は、プリアンプ２４でレベルが調整さ
れた後、サンプル−ホールド回路２５において高速のク
ロック信号でサンプリング（入力サンプリング）され
る。そして、デルタ変調回路２６において、そのサンプ
ル値を一つ前のものと比較して、その差があらかじめ設
定されているスレショルドレベル以上に増加している場
合に＋１、減少している場合に−１なる出力パルスを発
生するとともに、差がスレショルドレベル以内であれば
出力パルスを発生しない。すなわちデルタ変調の操作を
行う。かくして得られた＋１、−１または０なる出力を
２進数とみなして演算回路２７に供給する。演算回路２
７は、この値を累積加減算し、常に新しい駆動信号を作
成する。この動作は文献２（特願平８−３１２５１３号
公報）にも祥述されている。ここで外部から供給される
ディジタル電気信号が無い場合、検出され演算回路２７
に与えられる信号は、ユニットＢの振動膜面上に加えら
れる音圧による加振力によるもののみである。演算回路
２７の出力である２進数を、駆動信号供給回路２９は、
この電気音響変換器と外部との接続のインターフェース
に整合するクロックによってデータサンプリング（出力
サンプリング）し、その出力を電極駆動信号として電極
駆動回路３０に所定のフォーマットで供給する。電極駆
動回路３０には駆動電源３１から電力が供給される。
【００１７】上記サンプリングから累積加算迄の間に対
するクロック信号を、出力サンプリング以降のクロック
信号に対して２倍以上の周波数とすることにより、アナ
ログ信号である音響信号とディジタル電気信号とを直接
接続することができる。また、外部からキャビティー内
に侵入する騒音によって与えられるユニットＢの振動膜
面上の音圧と、演算回路２７から駆動信号供給回路２９
と電極駆動回路３０を経由してユニットＡ群から放射さ
れる合成音圧が、誤差範囲内でバランスしていて、キャ
ビティー内部の音が打ち消された状態となる。その誤差
は、演算回路２７においてユニットＢの出力が小となる
よう常に加減算が行われているため、ディジタル信号の
最下位ビットの範囲内である。また、演算回路２７の出
力に重複する音声信号は、信号受信端子２８から供給し
て加算することにより、音声伝達による通信の目的が達
成される。
するクロック信号を、出力サンプリング以降のクロック
信号に対して２倍以上の周波数とすることにより、アナ
ログ信号である音響信号とディジタル電気信号とを直接
接続することができる。また、外部からキャビティー内
に侵入する騒音によって与えられるユニットＢの振動膜
面上の音圧と、演算回路２７から駆動信号供給回路２９
と電極駆動回路３０を経由してユニットＡ群から放射さ
れる合成音圧が、誤差範囲内でバランスしていて、キャ
ビティー内部の音が打ち消された状態となる。その誤差
は、演算回路２７においてユニットＢの出力が小となる
よう常に加減算が行われているため、ディジタル信号の
最下位ビットの範囲内である。また、演算回路２７の出
力に重複する音声信号は、信号受信端子２８から供給し
て加算することにより、音声伝達による通信の目的が達
成される。
【００１８】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、受聴耳
近傍に耳殻を覆うよう形成されたキャビティーの内部の
音圧を検出し、これを打ち消すようにこのキャビティー
の内部に音圧を放射することにより、耳に達する騒音を
減少させるとともに、この音圧に伝達すべき音声信号を
重畳してキャビティー内に放射することにより、音声伝
達による通信の目的が達成される。キャビティーは、内
部に騒音がある程度侵入することを前提としているた
め、比較的軽量でかつ装着圧も軽微であっても十分な遮
音効果を得ることができ、装着感に優れ、かつ遮音効果
に優れた防騒音型のディジタル式電気音響変換器を実現
することができる。また、受話信号が無い場合には、い
わゆるイヤーマフとして使用することができる。
近傍に耳殻を覆うよう形成されたキャビティーの内部の
音圧を検出し、これを打ち消すようにこのキャビティー
の内部に音圧を放射することにより、耳に達する騒音を
減少させるとともに、この音圧に伝達すべき音声信号を
重畳してキャビティー内に放射することにより、音声伝
達による通信の目的が達成される。キャビティーは、内
部に騒音がある程度侵入することを前提としているた
め、比較的軽量でかつ装着圧も軽微であっても十分な遮
音効果を得ることができ、装着感に優れ、かつ遮音効果
に優れた防騒音型のディジタル式電気音響変換器を実現
することができる。また、受話信号が無い場合には、い
わゆるイヤーマフとして使用することができる。
【図１】本発明の実施の形態におけるディジタル式電気
音響変換器の回路構成を示すブロック図
音響変換器の回路構成を示すブロック図
【図２】（ａ）実施の形態におけるディジタル式電気音
響変換器の正面図 （ｂ）実施の形態におけるディジタル式電気音響変換器
の断面図
響変換器の正面図 （ｂ）実施の形態におけるディジタル式電気音響変換器
の断面図
【図３】（ａ）実施の形態におけるユニットＡの正面図 （ｂ）実施の形態におけるユニットＡの断面図
【図４】（ａ）実施の形態におけるユニットＢの正面図 （ｂ）実施の形態におけるユニットＢの断面図
【図５】（ａ）従来例におけるディジタル式電気音響変
換器の正面図 （ｂ）従来例におけるディジタル式電気音響変換器の断
面図
換器の正面図 （ｂ）従来例におけるディジタル式電気音響変換器の断
面図
１１ 防音ハウジング １２ 受話器本体 １３ 圧着用パッド ２１ キャビティーを形成する防音ハウジング ２２ ユニットＡ ２３ ユニットＢ ２４ プリアンプ ２５ サンプルホールド回路 ２６ デルタ変調回路 ２７ 演算回路 ２８ 信号受信端子 ２９ 駆動信号供給回路 ３０ 電極駆動回路 ３１ 駆動電源 ３３ ユニットＡ ３４ ユニットＢ ３５ ハウジング ３６ イヤーパッド ３７ 端子 ４０ ケーシング ４１ 振動膜 ４２ 駆動電極 ５０ ケーシング ５１ 振動膜 ５２ 検出電極 ５３ インピーダンス変換回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5D004 AA04 AA05 AA09 CD07 DD01 DD03 DD04 FF03 FF10
Claims (6)
- 【請求項１】 静電型電気音響変換器である複数の発音
用ユニットＡと静電型音響電気変換器である１個の受音
用ユニットＢとを同一キャビティー内に配列し、前記ユ
ニットＡを帰還ループに入れ、前記ユニットＢの出力を
デルタ変調してその出力のパルス数を演算して前記ユニ
ットＡのための駆動信号を生成するとともに、前記ユニ
ットＢの振動膜の振動を検出して常にゼロに保つよう演
算制御し、前記ユニットＡの駆動信号に音声信号を重畳
して前記キャビティー内に放射することを特徴とするデ
ィジタル式電気音響変換器。 - 【請求項２】 一枚の導電性振動膜とこれに対向して平
行に設置されている静電駆動用電極よりなる発音体であ
る複数のユニットＡと、前記ユニットＡと同一のキャビ
ティー内に配置されて、一枚の導電性振動膜とこれに対
向して平行に設置されてインピーダンス変換用のプリア
ンプを付随した振動検出用電極よりなる受音用センサで
ある１個のユニットＢと、前記ユニットＡを複数個のグ
ループとしてとりまとめてグループ内で駆動用電極を並
列に接続し、そのとりまとめのユニットの個数を、ディ
ジタル信号の各ビット桁位置に対応するよう２の整数乗
となるように配分し、その配分された個々のグループの
駆動用電極の端子と電極駆動用電源との間を接・断する
電極駆動回路と、前記ユニットＢの振動検出用電極から
得られる振動膜の振動変位信号に対するレベルを調整す
るプリアンプと、前記プリアンプの出力信号を一定のク
ロック周波数によって標本化するサンプルホールド回路
と、前記サンプルホールド回路から出力されたサンプル
値を一つ前のサンプル値と比較して、比較結果があらか
じめ設定されているスレショルドを越えて増の場合に＋
１、減の場合に−１、スレショルド以下の場合には０な
る符号パルスを出力するデルタ変調回路と、前記デルタ
変調回路の出力である＋１、−１または０を２進数値と
みなして累積加減算するとともに、外部から音声信号を
入力する演算回路と、前記演算回路の出力である２進数
を、この電気音響変換器と外部との接続のインターフェ
ースに整合するクロックによってデータサンプリング
し、その出力を電極駆動信号として前記電極駆動回路に
所定のフォーマットで供給する駆動信号供給回路とを備
えたディジタル式電気音響変換器。 - 【請求項３】 とりまとめられたグループ内のユニット
Ａの個数と、個々のグループに専用に供給される電極駆
動用電源の電圧との積がディジタル信号のビット桁位置
に対応して２の整数乗とすることを特徴とする請求項１
または２記載のディジタル電気音響変換器。 - 【請求項４】 ユニットＢはキャビティー内の音圧を検
出し、これに基づいてキャビティー内の音圧を誤差範囲
内においてゼロとなるようにユニットＡから発生する音
響信号を形成することを特徴とする請求項１または２記
載のディジタル電気音響変換器。 - 【請求項５】 ユニットＡの駆動用電極およびユニット
Ｂの振動検出用電極の振動膜に対向する面の一部あるい
は全部の表面に弗素樹脂膜等にコロナシャワー等の方法
によって電荷を付与して形成されたエレクトレット膜を
備えたことを特徴とする請求項１または２記載のディジ
タル式電気音響変換器。 - 【請求項６】 振動膜を弗素樹脂等によって形成し、そ
の一面に金属等の導電物を付着させた後、コロナシャワ
ー等の方法により電荷を付与してエレクトレット膜を形
成したことを特徴とする請求項１または２記載のディジ
タル式電気音響変換器。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17186598A JP3553375B2 (ja) | 1998-06-18 | 1998-06-18 | 防騒音型ディジタル式受話器 |
| US09/311,142 US6449370B1 (en) | 1998-02-16 | 1999-05-13 | Digital electro-acoustic transducer |
| EP19990304612 EP0966178B1 (en) | 1998-06-18 | 1999-06-14 | Digital electro-acoustic transducer |
| DE1999617531 DE69917531T2 (de) | 1998-06-18 | 1999-06-14 | Digitaler elektroakustischer Wandler |
| CNB991086511A CN1173599C (zh) | 1998-06-18 | 1999-06-18 | 数字式电-声换能器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17186598A JP3553375B2 (ja) | 1998-06-18 | 1998-06-18 | 防騒音型ディジタル式受話器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000013890A true JP2000013890A (ja) | 2000-01-14 |
| JP3553375B2 JP3553375B2 (ja) | 2004-08-11 |
Family
ID=15931230
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17186598A Expired - Lifetime JP3553375B2 (ja) | 1998-02-16 | 1998-06-18 | 防騒音型ディジタル式受話器 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0966178B1 (ja) |
| JP (1) | JP3553375B2 (ja) |
| CN (1) | CN1173599C (ja) |
| DE (1) | DE69917531T2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3642460B2 (ja) * | 1998-12-07 | 2005-04-27 | 松下電器産業株式会社 | デジタル式送受話器 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3020247C2 (de) * | 1980-05-28 | 1982-09-02 | Franz Vertriebsgesellschaft mbH, 7634 Kippenheim | Verfahren und Anordnung zur Umwandlung von Schallwellen in digitale elektrische Signale mit Hilfe von elektroakustischen Wandlern |
| US4922542A (en) * | 1987-12-28 | 1990-05-01 | Roman Sapiejewski | Headphone comfort |
| DE19612068A1 (de) * | 1996-03-27 | 1997-10-02 | Neumann Gmbh Georg | Verfahren und Anordnung zum Umwandeln eines akustischen Signals in ein elektrisches Signal |
-
1998
- 1998-06-18 JP JP17186598A patent/JP3553375B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1999
- 1999-06-14 DE DE1999617531 patent/DE69917531T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-06-14 EP EP19990304612 patent/EP0966178B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-06-18 CN CNB991086511A patent/CN1173599C/zh not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0966178A3 (en) | 2001-03-21 |
| EP0966178A2 (en) | 1999-12-22 |
| CN1241107A (zh) | 2000-01-12 |
| DE69917531D1 (de) | 2004-07-01 |
| CN1173599C (zh) | 2004-10-27 |
| JP3553375B2 (ja) | 2004-08-11 |
| DE69917531T2 (de) | 2005-08-04 |
| EP0966178B1 (en) | 2004-05-26 |
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