JP2004163875A - フィードバック能動型ノイズ防止回路およびヘッドホン - Google Patents

Abstract

【課題】能動型ノイズ消去ヘッドホンの能動型ノイズ低減性能を効果的に向上させ、マイクセンサの受音品質を効果的に向上させること。
【解決手段】フィードバック能動型ノイズ消去ヘッドホンを開示する。マイクセンサの受音品質を向上させるために複数のマイクセンサがヘッドホンの左右のスピーカの正面に配置され、これによって、能動型ノイズ防止回路は逆位相の音波を正確に生成して低周波ノイズを打消し、能動型ノイズ消去ヘッドホンのノイズ低減性能を更に向上させる。
【選択図】図４

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的にはヘッドホンに関し、より詳しくは、フィードバック能動型ノイズ防止回路を備えたマイク付きヘッドホンに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、電子製品が普及しており、ステレオ音響製品も娯楽用に広く普及している。この点に関しては、ヘッドホンが、音楽を聞くための便利な機能を備えている。より良好なステレオ音響効果を得るためには、音楽の音に付きまとう環境ノイズを除去するノイズ消去方式を用いる必要がある。ヘッドホンは、ノイズ消去方式の差異に基づいて大まかに２種類に分類される。一方は受動型ノイズ消去ヘッドホンであり、他方は能動型ノイズ消去ヘッドホンである。
【０００３】
受動型ノイズ消去ヘッドホンでは遮音材料のみを用いて環境ノイズを減少させているので、そのノイズ消去能力は、主に、使用材料の厚さや、設計構造、継ぎ合わせ（ｊｏｉｎｔ）能力などの物理的性質によって決まる。したがって、このヘッドホンは大型で重いものとなる。受動型ノイズ消去ヘッドホンの製造に用いられている材料には、エンジンやファンなどから発生する低周波ノイズを防ぐ能力がほとんど無い。これに対して、能動型ノイズ消去ヘッドホンにはこのような制約が無いので消費者に広く受入れられている。
【考案の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
現在市販されている能動型ノイズ消去ヘッドホンでは、左側スピーカと右側スピーカのそれぞれの正面に１つずつのマイクセンサが配置されているのが普通である。この方法では、マイクセンサがどこに配置されているかに拘らず、スピーカ正面のノイズ信号を検知するのはこれに対応する１つのマイクセンサだけである。したがって、マイクセンサの性能が決定的に重要である。更に、このマイクセンサが原音音質を確実に維持するのを確実にするためには、非常に高感度であると共に高価でもあるマイクセンサを選択する必要がある。また、ハンダ付け処理によってマイクセンサが容易に損傷を受けて大量生産時の歩留まりやコストに悪影響を与えることを避けることも重要である。フィードバック能動型ノイズ消去ヘッドホンのマイクセンサはスピーカの正面から０．５〜１ｃｍの距離範囲内の領域に配置されているので、ひどい近距離音場効果を引起こす可能性がある。したがって、非常に高感度のマイクセンサを用いた場合でも、スピーカの正面で発生する近距離音場から同様に悪影響を受け、ノイズ低減性能が著しく損なわれる。
【０００５】
従来のフィードバック能動型ノイズ消去ヘッドホンの能動型ノイズ防止回路では、ラジオ等の音楽装置で生成されたオーディオ入力信号の利得調節回路を、マイクセンサで検出された環境ノイズから得られたノイズ認識信号の利得調節回路から分離することは考慮されていない。したがって、ノイズ認識信号の利得を調節して抗ノイズ効果を向上させる際に、音楽の本来のスペクトルが影響を受ける。更に、低周波クラックノイズ（パチパチというノイズ）が発生したり、または、ユーザが音楽を聞いている最中に能動型ノイズ防止回路の電源を入れると音楽の音量レベルが突然上昇して耳に不快感を与えるという問題を引き起こしたりする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の問題点やその他の欠点を解消するために、本発明では、フィードバック能動型ノイズ消去ヘッドホンを提供する。２つまたは２つより多い数のマイクセンサをヘッドホンの左右のスピーカの正面に配置することによって、ノイズ防止回路が逆位相の音波をより正確に生成して低周波ノイズを打消し、能動型ノイズ消去ヘッドホンの能動型ノイズ低減性能を効果的に向上できる。したがって、マイクセンサの受音品質が効果的に向上できる。
【０００７】
本発明では、利得が個別に調節可能な加算器を用いてオーディオ補償回路からのオーディオ補償信号とバンドパスコントローラからの環境ノイズ信号とをそれぞれ増幅することによって、抗ノイズ利得の調節からの影響という問題を軽減または解消するフィードバック能動型ノイズ防止回路を更に提供する。
【０００８】
上述の問題点やその他の欠点を解消するために、本発明では、フィードバック能動型ノイズ消去ヘッドホンを提供する。このフィードバック能動型ノイズ消去ヘッドホンは複数のマイクセンサと、能動型ノイズ防止回路と、スピーカとを備えている。複数のマイクセンサを用いてスピーカの正面における環境ノイズを検出し、この環境ノイズをノイズ認識信号に変換し、このノイズ認識信号を能動型ノイズ防止回路に送信する。能動型ノイズ防止回路は、受信したノイズ認識信号に基づいてノイズ消去信号を生成することによって、スピーカが環境ノイズとは逆位相の音波信号を生成して低周波環境ノイズを打消すことができる。
【０００９】
本発明の好適な実施例では、２つまたは３つのマイクセンサをスピーカ正面の周辺領域に均等に配置しても良い。能動型ノイズ防止回路に送られるノイズ認識信号は並列接続されたマイクセンサによって生成される。
【００１０】
本発明では、フィードバック能動型ノイズ防止回路を更に提供する。このフィードバック能動型ノイズ防止回路は、バンドパスコントローラと、オーディオ補償回路と、加算器と、電流変換リピータとを備えている。
【００１１】
バンドパスコントローラは、マイクセンサによって検出された環境ノイズから得られたノイズ認識信号を受信し、そのノイズ認識信号のスペクトルの利得および位相を調節して環境ノイズ信号を生成する。
【００１２】
オーディオ補償回路は、音楽装置によって生成されたオーディオ入力信号を受信し、低周波減衰より高周波減衰の方が大きいオーディオ補償信号を生成することによって、低周波数の音楽を補償して低周波ノイズを実質的に低減、または消去できる。
【００１３】
加算器は、利得を個別に調節可能な第１の入力端子および第２の入力端子を備えている。ここで、第１の入力端子はバンドパスコントローラに電気的に結合されており、上述の環境ノイズ信号を受信し、受信した環境ノイズ信号を適切に処理してノイズ消去信号を生成する。この信号を用いてスピーカを駆動して環境ノイズとは逆位相の音波信号を生成し、低周波環境ノイズを打消し、または減少させる。第２の入力端子はオーディオ補償回路に電気的に結合されており、上述のオーディオ補償信号を受信し、このオーディオ補償信号を増幅してオーディオ出力信号を生成する。この信号は、次いで、スピーカに送信され、音楽が出力される。
【００１４】
電流変換リピータは、ノイズ消去信号とオーディオ出力信号とから合成された信号を受信し、これをスピーカ駆動用の電流信号に変換する。
【００１５】
本発明の好適な実施例では、フィードバック能動型ノイズ防止回路が電力遅延回路を更に備えている。電力遅延回路はフィードバック能動型ノイズ防止回路に供給される電力を受電する。電源が投入された際に、電力遅延回路は、電流変換リピータに電力を供給する前にこの電力供給を所定の時間だけ遅延させることによって、フィードバック能動型ノイズ防止回路の電源が投入された際に発生する不快な音を除去する。
【００１６】
上述の電力遅延回路は、遅延回路とトランジスタとを備えている。遅延回路は、例えば、直列接続された抵抗およびキャパシタで構成されており、電源が投入された際に遅延制御信号を生成する。トランジスタは、コレクタと、エミッタと、ベースとを備えており、ベースは上述の遅延回路に電気的に結合されていて、遅延制御信号を受信し、この遅延制御信号に基づいてコレクタからエミッタへの電力供給を遅延させる。
【００１７】
フィードバック能動型ノイズ防止回路は、このフィードバック能動型ノイズ防止回路に供給される電力を制御するスイッチユニットを更に備えている。フィードバック能動型ノイズ防止回路の電源が切断された際に、スイッチユニットは、音楽装置によって生成されたオーディオ入力信号をスピーカに対して直接に方向づける。したがって、フィードバック能動型ノイズ防止回路の電源が切断された場合でも、ユーザはそのヘッドホンを用いて音楽を聞くことができる。
【００１８】
本発明の１つの観点によれば、フィードバック能動型ノイズ防止回路のオーディオ補償回路が、第１の抵抗と、第２の抵抗と、第１のキャパシタと、第２のキャパシタと、第３の抵抗とを備えており、これらの全ての部品はそれぞれ第１の端子と第２の端子とを備えている。第１の抵抗の第１の端子は、音楽装置によって生成されたオーディオ入力信号を受信し、第１のキャパシタの第２の端子を通してオーディオ補償信号を出力する。これらの部品は以下のように接続されている。第１の抵抗の第２の端子は接地されており、第２の抵抗の第１の端子は第１の抵抗の第１の端子に電気的に結合されており、第１のキャパシタの第１の端子は第２の抵抗の第２の端子に電気的に結合されており、第２のキャパシタの第１の端子は第１のキャパシタの第２の端子に電気的に結合されており、第３の抵抗の第１の端子は第２のキャパシタの第２の端子に電気的に結合されており、第３の抵抗の第２の端子は接地されている。
【００１９】
本発明の別の観点によれば、環境ノイズから導かれるノイズ認識信号は、並列接続された複数のマイクセンサによって検出される。本発明のフィードバック能動型ノイズ防止回路では、ノイズ認識信号に基づいて生成されたノイズ消去信号がスピーカに出力され、環境ノイズとは逆位相の音波信号を生成して低周波環境ノイズを打消し、または減少させる。
【００２０】
特定の実施例を用いて本発明を説明してきたが、本発明の精神から乖離することなく、説明した実施例を修正しうることは当業者には明らかである。したがって、本発明の範囲は、上述の詳細な説明によってではなく、添付した請求範囲によって規定される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
添付図面は本発明のより深い理解のために添付されているのであり、本明細書に組込まれてその一部分を構成する。図面には本発明の実施例を示してあり、説明と合わせ用いることにより本発明の原理を説明している。
【００２２】
図１は、フィードバック能動型ノイズ消去ヘッドホンスピーカの近距離音場を示す模式図である。図１に示してあるように、スピーカ１１０の正面に配置されているマイクセンサ１２０が外部環境から白色ノイズを収集する場合には、ヘッドホン１４０の耳覆い（ｅａｒｐｉｅｃｅ）チャンバの帯域通過特性によって、マイクセンサ１２０には低周波（約５０Ｈｚ〜１ＫＨｚ）環境ノイズが収集される。低周波環境ノイズは低周波数と長波長とによって特徴づけられているので、マイクセンサ１２０の配置位置はそれほど重要ではない。
【００２３】
しかし、マイクセンサ１２０が、収集した低周波環境ノイズをノイズ認識信号に変換し、これを能動型ノイズ防止回路１３０に送信した後には、能動型ノイズ防止回路１３０は受信したノイズ認識信号に基づいてノイズ消去信号を生成し、これをスピーカ１１０に送信することによって、環境ノイズとは逆位相の音波信号を生成し、マイクセンサ１２０によって検出された低周波環境ノイズを打消し、または減少させる。このような配置の近距離音場効果によってスピーカ１１０の正面には音響エネルギー渦（流）１５０が生成されており、また、マイクセンサ１２０はスピーカ１１０の正面の近傍領域の近くに配置されていて、スピーカ１１０の正面の音響エネルギー渦（流）１５０の内部にちょうど位置している。したがって、近距離音場効果の影響により、マイクセンサ１２０は低周波環境ノイズをリアルタイムで明瞭正確に取得できず、したがって、これを能動型ノイズ防止回路１３０に送信して逆位相の音波を正確に生成し低周波ノイズを打消すことができない。
【００２４】
図２は、自由場に配置されたスピーカの近距離音場効果の測定を示す模式図である。この図に示してあるように、白色ノイズ発生器２１０を用いて白色ノイズ信号を模擬生成する。次いで、この白色ノイズ信号はスピーカ２２０に送出され、安定な均等分布の白色ノイズが生成される。次いで、音量レベル計２３０が、スピーカ２２０に対して相異なる距離および角度αで、例えば、図中のＡ点およびＢ点において、音量レベル（音圧）を測定する。ここで、スピーカ２２０からＡ点およびＢ点までの距離Ｌは実質的に等しく、互いに対して角度αだけ傾斜している。上述の実験では、例えばスピーカ２２０の直径より大きな或る距離においてスピーカ２２０の正面の相異なる角度において、相等しく安定な音量レベル（音圧）が測定される。しかし、スピーカ２２０の直径より小さな距離、例えば、スピーカ２２０から５〜１０ｍｍの範囲内の距離、だけスピーカから離れたスピーカ２２０正面における相異なる角度では、相異なる不安定な音量レベル（音圧）が測定される。上述の実験は、スピーカ２２０の正面の近傍領域で発生する近距離音場効果の存在の証拠と影響とを示している。
【００２５】
図３Ａおよび図３Ｂは、本発明の好適な実施例におけるスピーカの正面に配置された２つまたは３つのマイクセンサの配置方式を示す模式図である。これらの図に示してあるように、上述の問題点を解消するために、本発明では、図３Ａの例では２つのマイクセンサ３１０および３２０がスピーカ３６０の正面に配置されており、図３Ｂの例では３つのマイクセンサ３３０，３４０，３５０がスピーカ３７０の正面に配置されている。マイクセンサ３１０，３２０，３３０，３４０，３５０の受音方向は、スピーカの正面の中心線を向いている。マイク３１０，３２０，３３０，３４０，３５０は相異なる位置に配置されているので、これらの複数のマイクセンサ３１０，３２０または３３０，３４０，３５０はそれぞれ相異なる鮮明度を有する信号を受信する。したがって、互いに補償し合って、マイクセンサ３１０，３２０または３３０，３４０，３５０の受音品質を向上できる。したがって、この能動型ノイズ防止回路は逆位相の音波をより正確に生成して低周波ノイズを打消し、能動型ノイズ消去ヘッドホンの能動型ノイズ低減性能を更に向上できる。
【００２６】
図３Ａおよび図３Ｂの実施例では、図３Ａの場合には２つのマイクセンサ３１０および３２０がスピーカ３６０の正面に対称的に配置されており、図３Ｂの場合には３つのマイクセンサ３３０，３４０，３５０がスピーカ３７０の正面に均等に配置されている。しかし、これらは、好適な配置を本明細書に示しているに過ぎず、マイクセンサの唯一可能な配置形式として制約を与えるものでないことは当業者には明らかである。実際、要求される条件が異なれば、設計者が所望するように角度や距離を変更した配置が可能である。
【００２７】
図４は、本発明の好適な実施例におけるスピーカの正面に配置された２つのマイクセンサの構造を示す模式図である。図４に示してあるように、フィードバック能動型ノイズ消去ヘッドホン４００が、２つのマイクセンサ４１０および４２０と、能動型ノイズ防止回路４３０と、スピーカ４４０とを備えている。スピーカ４４０の正面の周辺領域に配置されている２つのマイクセンサ４１０および４２０が環境ノイズを検出し、この環境ノイズをノイズ認識信号に変換する。次いで、この信号は能動型ノイズ防止回路４３０に送出される。能動型ノイズ防止回路４３０は受信したノイズ認識信号に基づいてノイズ消去信号を生成することにより、スピーカ４４０が環境ノイズとは逆位相の音波信号を生成し、低周波環境ノイズを打消し、または減少させる。この方法の長所は、本明細書で既に説明したように、相異なる位置に配置された２つのマイクセンサ４１０および４２０が相異なる鮮明度を有する信号を受信し、互いに補償し合って、マイクセンサ４１０および４２０の最終的な受音品質を一体として向上できることである。したがって、この能動型ノイズ防止回路４３０は逆位相の音波をより正確に生成して低周波ノイズを打消し、能動型ノイズ消去ヘッドホンの能動型ノイズ低減性能を更に向上できる。
【００２８】
図５は、本発明の好適な実施例に係るフィードバック能動型ノイズ防止回路の模式的ブロック図である。この図に示してあるように、フィードバック能動型ノイズ防止回路５００が、バンドパスコントローラ５１０と、オーディオ補償回路５２０と、加算器８０と、電流変換リピータ７０と、電力およびスイッチ回路５３０とを備えている。
【００２９】
バンドパスコントローラ５１０は、環境ノイズを検出するために並列接続されている複数のマイクセンサ５１および５２によって生成されたノイズ認識信号ＳＮＩを受信する。次いで、バンドパスコントローラ５１０は、ノイズ認識信号ＳＮＩの利得および位相を調節して環境ノイズ信号ＳＮＯを生成する。次いで、この信号は加算器８０の第１の入力端子８０１に対して出力され、環境ノイズ信号ＳＮＯはこの加算器で増幅されてノイズ消去信号となる。次いで、ノイズ消去信号は電流変換リピータ７０で更に変換されて電流信号となり、ＲＢ／ＧＲ伝送回線を通してスピーカを駆動する。これによって、スピーカが環境ノイズとは逆位相の音波信号を生成して、低周波環境ノイズを打消し、または減少させる。
【００３０】
加算器８０の第２の入力端子８０２は音楽装置（図示しない）によって生成されたオーディオ入力信号ＬＩＮを受信し、これによって、期待どおりの音楽がスピーカから出力される。更に、加算器８０の第２の入力端子８０２および上述した第１の入力端子８０１の利得は個別に調節できるので、環境ノイズ信号ＳＮＯの利得を調節してノイズ低減性能を向上させる際に音楽の音量レベルが影響を受けることがない。
【００３１】
しかし、複数のマイクセンサ５１および５２によって検出された環境ノイズから導かれたノイズ認識信号ＳＮＩには、通常、ユーザが聞くはずの音楽が含まれているので、１００Ｈｚ〜１ＫＨｚの音楽もこのノイズ信号と共に部分的に除去されるはずである。この現象を避けて、フィードバック能動型ノイズ防止回路５００を動作させた際にもユーザが本来の音質で音楽を聞けるように、オーディオ入力信号ＬＩＮが入力される加算器８０の第２の入力端子８０２の前に、オーディオ補償回路５２０が追加されている。これによって、部分的に除去されてしまうはずの音楽が補償できる。この補償方法は以下の通りである。音楽装置によって生成されたオーディオ入力信号ＬＩＮが先ず受信され、低周波減衰より高周波減衰の方が大きいのであるオーディオ補償信号ＬＣがオーディオ補償回路５２０によって生成されることによって低周波数の音楽が補償される。次いで、この信号は加算器８０の第２の入力端子８０２に入力される。
【００３２】
図６に示してあるように、オーディオ補償回路５２０は、第１の抵抗８１と、第２の抵抗８２と、第１のキャパシタ８５と、第２のキャパシタ８４と、第３の抵抗８３とを備えており、これらの全ての部品はそれぞれ第１の端子８１１，８２１，８５１，８４１，８３１と第２の端子８１２，８２２，８５２，８４２，８３２とを備えている。第１の抵抗８１の第１の端子８１１は、音楽装置によって生成されたオーディオ入力信号ＬＩＮを受信し、第１のキャパシタ８５の第２の端子８５２を通してオーディオ補償信号ＬＣを出力する。これらの部品は以下のように接続されている。第１の抵抗８１の第２の端子８１２は接地されており、第２の抵抗８２の第１の端子８２１は第１の抵抗８１の第１の端子８１１に電気的に結合されており、第１のキャパシタ８５の第１の端子８５１は第２の抵抗８２の第２の端子８２２に電気的に結合されており、第２のキャパシタ８４の第１の端子８４１は第１のキャパシタ８５の第２の端子８５２に電気的に結合されており、第３の抵抗８３の第１の端子８３１は第２のキャパシタ８４の第２の端子８４２に電気的に結合されており、第３の抵抗８３の第２の端子８３２は接地されている。
【００３３】
したがって、フィードバック能動型ノイズ防止回路５００は、部分的に除去されてしまうはずの音楽を補償できる。更に、オーディオ入力信号ＬＩＮおよびノイズ認識信号ＳＮＩの利得を個別に調節できるので、抗ノイズ利得の調節によってオーディオ入力信号ＬＩＮの利得が影響されることはない。したがって、音量レベルに無関係に、安定な音量レベルの音楽が提供できる。換言すれば、音量レベルを上げても、低周波のクラック音（パチパチという音）が発生しない。
【００３４】
更に、本発明では、電源を投入した直後に回路が安定状態にないことにより不快な音が発生するという問題を解消する方法が提供される。図５に示してあるように、フィードバック能動型ノイズ防止回路５００は電力およびスイッチ回路５３０を更に備えている。この電力およびスイッチ回路５３０は、図７に示してある電力遅延回路５４０を備えており、フィードバック能動型ノイズ防止回路５００に供給された電力ＢＡＴＴを受電し、電力Ｖ＋がオンとなった際には電流変換リピータ７０に電力ＰＯＷを供給する前に所定の時間期間だけ遅延させる。この動作の詳細は後述する。
【００３５】
図７に示してあるように、電力遅延回路５４０は、トランジスタ９０と、直列接続された抵抗９１およびキャパシタ９２を有する遅延回路５６０と、を備えている。トランジスタ９０は、コレクタ９０１と、エミッタ９０３と、ベース９０２とを備えており、抵抗９１は第１の端子９１１および第２の端子９１２を備えており、キャパシタ９２は第１の端子９２１および第２の端子９２２を備えている。ここで、コレクタ９０１は、電池９７によって供給される電力ＢＡＴＴに電気的に結合されており、ベース９０２は、抵抗９１の第２の端子９１２と、キャパシタ９２の第１の端子９２１と、に電気的に結合されており、キャパシタ９２の第２の端子９２２は接地されている。
【００３６】
抵抗９１の第１の端子９１１に電気的に結合された電力Ｖ＋がオンとなった（つまり、Ｖ＋が、必要な電力をその他の回路に供給する）際には、キャパシタ９２が荷電されて遅延制御信号を生成する。この遅延制御信号は、トランジスタ９０を導通させる前に所定の時間期間に渡って電力供給を遅延させることによって、トランジスタ９０のエミッタ９０３から出力される電力ＰＯＷが図５の電流変換リピータ７０に供給されることを遅延させる。したがって、電力Ｖ＋がオンになった際にフィードバック能動型ノイズ防止回路５００が瞬間的に不快音をスピーカから発生させることがなくなる。
【００３７】
図７に示してあるように、電力およびスイッチ回路５３０はスイッチユニット５５０を更に備えている。スイッチユニット５５０は、フィードバック能動型ノイズ防止回路５００に供給される電力Ｖ＋をオンにするか否かを制御し、スイッチユニット５５０によってフィードバック能動型ノイズ防止回路への電力Ｖ＋が切断された際には音楽装置（図示しない）によって生成されたオーディオ入力信号ＬＩＮをスピーカ９８に直接通過させ、これによって、フィードバック能動型ノイズ防止回路５００への電力Ｖ＋が切断された際にもヘッドホンを用いて音楽を聞けるようにする、という働きをしている。
【００３８】
複数のマイクセンサを用いたフィードバック能動型ノイズ消去ヘッドホンのノイズ低減効果を確認するために実験を行う。図４に示したフィードバック能動型ノイズ消去ヘッドホン４００が、受信された様々な周波数のノイズ音量レベルを測定できる人工頭部装置に装着される。測定結果を表１および表２に示してある。表１には、１つだけのマイクセンサ４１０が能動型ノイズ防止回路４３０に接続されている場合の実験結果を示してあり、表２には、両方のマイクセンサ４１０および４２０が能動型ノイズ防止回路４３０に同時に接続されている場合の実験結果を示してある。ここで、ＡＮＣ？ＯＦＦの欄には能動型ノイズ防止回路４３０の動作がオフの場合の測定値、すなわち、ノイズが除去されていない状態で人工頭部装置に聞こえるノイズ音量レベル、が記してあり、表１のＡＮＣ？ＯＮの欄には１つだけのマイクセンサ４１０が能動型ノイズ防止回路４３０に接続されている状態で人工頭部装置に聞こえるノイズ音量レベルが記してある。表２に示してある数字は、両方のマイクセンサ４１０および４２０が能動型ノイズ防止回路４３０に同時に接続されている場合に人工頭部装置に聞こえるノイズ音量レベルである。表１および表２の最終行には、それぞれのノイズ低減量の平均値が示してある。ノイズ低減量の平均値を見れば、１つだけのマイクセンサ４１０が能動型ノイズ防止回路４３０に接続されている場合のノイズ低減量の平均値は９．４２４６７７５４ｄＢであり、両方のマイクセンサ４１０および４２０が能動型ノイズ防止回路４３０に同時に接続されている場合のノイズ低減量の平均値は１２．７６７５２９４ｄＢである。したがって、２つのマイクセンサを用いた設計を、本発明のフィードバック能動型ノイズ防止回路５００と共に採用すれば、ノイズ低減効果が著しく向上する。
【表１】
【表２】

【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】フィードバック能動型ノイズ消去ヘッドホンスピーカの近距離音場を示す模式図である。
【図２】自由（音）場に配置されたスピーカの近距離音場効果の測定を示す模式図である。
【図３Ａ】本発明の好適な実施例におけるスピーカの正面に配置された２つマイクセンサの配置方式を示す模式図である。
【図３Ｂ】本発明の好適な実施例におけるスピーカの正面に配置された３つのマイクセンサの配置方式を示す模式図である。
【図４】本発明の好適な実施例におけるスピーカの正面に配置された２つのマイクセンサの構造を示す模式図である。
【図５】本発明の好適な実施例に係るフィードバック能動型ノイズ防止回路の模式的ブロック図である。
【図６】本発明の好適な実施例に係るフィードバック能動型ノイズ防止回路のオーディオ補償回路の模式的回路図である。
【図７】本発明の好適な実施例に係るフィードバック能動型ノイズ防止回路の電力およびスイッチユニットの模式的回路図である。
【符号の説明】
【００４０】
５１ マイクセンサ
７０ 電流変換リピータ
８０ 加算器
８１ 抵抗
８２ 抵抗
８３ 抵抗
８４ キャパシタ
８５ キャパシタ
９０ トランジスタ
９１ 抵抗
９２ キャパシタ
９７ 電池
９８ スピーカ
１１０ スピーカ
１２０ マイクセンサ
１３０ 能動型ノイズ防止回路
１４０ ヘッドホン
２１０ 白色ノイズ発生器
２２０ スピーカ
２３０ 音量レベル計
３１０，３２０，３３０，３４０，３５０ マイクセンサ
３６０ スピーカ
３７０ スピーカ
４００ フィードバック能動型ノイズ消去ヘッドホン
４１０ マイクセンサ
４３０ 能動型ノイズ防止回路
４４０ スピーカ
５００ フィードバック能動型ノイズ防止回路
５１０ バンドパスコントローラ
５２０ オーディオ補償回路
５３０ スイッチ回路
５４０ 電力遅延回路
５５０ スイッチユニット
５６０ 遅延回路
８０１ 入力端子
８０２ 入力端子
８１１，８２１，８５１，８４１，８３１ 端子
８１２，８２２，８５２，８４２，８３２ 端子
９０１ コレクタ
９０２ ベース
９０３ エミッタ
９１１ 端子
９１２ 端子
９２１ 端子
９２２ 端子
ＢＡＴＴ 電力
Ｌ 距離
ＬＣ オーディオ補償信号
ＬＩＮ オーディオ入力信号
ＰＯＷ 電力
ＳＮＩ ノイズ認識信号
ＳＮＯ 環境ノイズ信号

Claims (14)

1. 環境ノイズの検出に基づいて生成されたノイズ認識信号
   を受信し、前記ノイズ認識信号のスペクトルの利得および位相を調節して環境ノイズ信号を生成するバンドパスコントローラと、
   オーディオ入力信号を受信して、低周波減衰より高周波減衰の方が大きいオーディオ補償信号を生成するオーディオ補償回路と、
   利得を個別に調節可能な第１の入力端子および第２の入力端子を備えた加算器であって、前記第１の入力端子は前記バンドパスコントローラに電気的に結合されており、前記環境ノイズ信号を受信し、前記環境ノイズ信号を増幅してノイズ消去信号を生成し、前記第２の入力端子は前記オーディオ補償回路に電気的に結合されており、前記オーディオ補償信号を受信し、前記オーディオ補償信号を増幅してオーディオ出力信号を生成する加算器と、
   前記加算器に電気的に結合され、前記ノイズ消去信号と前記オーディオ出力信号とから合成された信号を受信し、前記信号を、スピーカ駆動用の電流信号に変換する電流変換リピータと、
   を備えているフィードバック能動型ノイズ防止回路。
2. 前記フィードバック能動型ノイズ防止回路に供給される電力を受電し、電源が投入された際に、前記電流変換リピータへの電力供給を所定の時間期間だけ遅延させる電力遅延回路を更に備えている請求項１に記載のフィードバック能動型ノイズ防止回路。
3. 前記電力遅延回路が、
   電源が投入された際に遅延制御信号を生成すべく構成されている遅延回路と、
   コレクタと、エミッタと、ベースとを備えているトランジスタであって、前記ベースは前記遅延回路に電気的に結合されており、前記遅延制御信号を受信し、前記コレクタが受電した電力を前記遅延制御信号に基づいて前記エミッタに対して導通させる前に所定の時間期間だけ電力供給を遅延させるトランジスタと、
   を備えている請求項２に記載のフィードバック能動型ノイズ防止回路。
4. 前記遅延回路が、直列接続された抵抗およびキャパシタを備えている請求項３に記載のフィードバック能動型ノイズ防止回路。
5. 前記フィードバック能動型ノイズ防止回路に供給される電力を制御し、電源が切断された際に、前記オーディオ入力信号をスピーカに対して直接に通過させ、次いで、前記スピーカからオーディオ入力信号を出力するように構成されたスイッチユニットを更に備えている請求項１に記載のフィードバック能動型ノイズ防止回路。
6. 前記オーディオ補償回路が、
   第１の端子と第２の端子とを備えている第１の抵抗であって、前記第１の抵抗の前記第１の端子はオーディオ入力信号を受信し、前記第１の抵抗の第２の端子は接地されている第１の抵抗と、
   第１の端子と第２の端子とを備えている第２の抵抗であって、前記第２の抵抗の前記第１の端子は前記第１の抵抗の前記第１の端子に電気的に結合されている第２の抵抗と、
   第１の端子と第２の端子とを備えている第１のキャパシタであって、前記第１のキャパシタの前記第１の端子は前記第２の抵抗の前記第２の端子に電気的に結合されており、前記第１のキャパシタの前記第２の端子は前記オーディオ補償信号を出力する第１のキャパシタと、
   第１の端子と第２の端子とを備えている第２のキャパシタであって、前記第２のキャパシタの前記第１の端子は前記第１のキャパシタの前記第２の端子に電気的に結合されている第２のキャパシタと、
   第１の端子と第２の端子とを備えている第３の抵抗であって、前記第３の抵抗の前記第１の端子は前記第２のキャパシタの前記第２の端子に電気的に結合されており、前記第３の抵抗の前記第２の端子は接地されている第３の抵抗と、
   を備えている請求項１に記載のフィードバック能動型ノイズ防止回路。
7. 前記ノイズ認識信号は、並列接続された複数のマイクセンサを用いて環境ノイズを検知することにより生成される請求項１に記載のフィードバック能動型ノイズ防止回路。
8. ノイズ消去信号を受信して環境ノイズとは逆位相の音波信号を生成するスピーカと、
   スピーカの正面位置における環境ノイズを検出し、前記環境ノイズをノイズ認識信号に変換する複数のマイクセンサと、
   前記マイクセンサと前記スピーカとに電気的に結合され、前記ノイズ認識信号を受信し、前記ノイズ認識信号に基づいてノイズ消去信号を生成する能動型ノイズ防止回路と、
   を備えているフィードバック能動型ノイズ消去ヘッドホン。
9. 前記複数のマイクセンサが２つのマイクセンサから構成されている請求項８に記載のフィードバック能動型ノイズ消去ヘッドホン。
10. 前記２つのマイクセンサがスピーカの正面で対称的に配置されている請求項９に記載のフィードバック能動型ノイズ消去ヘッドホン。
11. 前記複数のマイクセンサが３つのマイクセンサから構成されている請求項８に記載のフィードバック能動型ノイズ消去ヘッドホン。
12. 前記３つのマイクセンサがスピーカの正面で均等に配置されている請求項１１に記載のフィードバック能動型ノイズ消去ヘッドホン。
13. 前記ノイズ認識信号は、並列接続された前記マイクセンサを用いて環境ノイズを検知することにより生成される請求項８に記載のフィードバック能動型ノイズ消去ヘッドホン。
14. 前記マイクセンサがスピーカの正面に配置されている請求項８に記載のフィードバック能動型ノイズ消去ヘッドホン。