JP2008219713A - Noise cancel headphone - Google Patents

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Shinya Urushizaki
慎也 漆崎
Arikatsu Wada
存功 和田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a noise cancel headphone capable of prolonging the service life of a battery without deteriorating playback sound quality by sacrificing the noise cancel effect a little when a battery voltage is reduced. <P>SOLUTION: The present invention relates to a digital noise cancel headphone comprising a microphone 4 for detecting noise, a DSP 3 for performing digital processing on a noise signal detected by the microphone 4 to produce a cancel signal of an inverse phase to the noise signal, a synthesizing means 6 for synthesizing the cancel signal generated by the DSP 3 and a musical signal, and a speaker unit 7 which is driven by a signal synthesized from the synthesizing means 6. A voltage detection section 2 is provided for detecting the voltage of a power supply battery 1 and when the voltage detection section 2 detects that the voltage of the power supply battery 1 is reduced to a prescribed voltage, the DSP 3 switches to a coefficient, with a little number of taps, being set at the time of the voltage, from among filter coefficients incorporated beforehand. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、ノイズキャンセルヘッドホンに関するもので、特にデジタル方式のノイズキャンセルヘッドホンであって、電源電池の電圧に応じて信号処理部の処理動作を変えることによってノイズキャンセル動作時間を長くすることができるように工夫したものである。   The present invention relates to a noise-canceling headphone, and more particularly to a digital-type noise-canceling headphone that can extend the noise-canceling operation time by changing the processing operation of a signal processing unit in accordance with the voltage of a power supply battery. It has been devised.

携帯型音楽プレーヤの普及に伴い、個人的に楽音を聞くためのヘッドホンも広く普及している。携帯型音楽プレーヤは騒音レベルの高い街中や、電車、バスなどの乗り物の中で使用されることが多く、プレーヤで再生される楽音とともに外部騒音もヘッドホンを通して聞こえる。騒音の中で楽音を聞くと、楽音が外部騒音でかき消されることがあるため、ユーザーはボリュームを上げて楽音を聞こうとし、ボリュームを上げすぎてヘッドホンから外部に音が漏れ、周囲の人たちに不愉快な思いをさせることがある。また、ヘッドホンで高音質の楽音が再生されても、外部から進入する騒音が楽音に影響を与え、ユーザーが聞くことができる再生音の品質を低下させることもある。   With the spread of portable music players, headphones for personally listening to musical sounds are also widely used. Portable music players are often used in streets with high noise levels and in vehicles such as trains and buses, and external noises can be heard through headphones as well as music played by the player. When listening to music in the noise, the music may be drowned out by external noise. May cause unpleasant feelings. In addition, even when high-quality musical sounds are reproduced with headphones, noise entering from the outside affects the musical sounds, which may reduce the quality of reproduced sounds that can be heard by the user.

そこで、外部から進入してくる騒音を打ち消して騒音の音圧を低減し、ユーザーの耳にはほぼ楽音のみが聞こえるようにしたノイズキャンセル方式のヘッドホンが普及しつつある。ノイズキャンセル方式ヘッドホンの原理は、ヘッドホンに進入してくる騒音をマイクロホンで検知し、検知した騒音信号と逆位相のキャンセル信号を発生させ、キャンセル信号にて騒音を打ち消すものである。より具体的には、マイクロホンで集音し電気信号に変換した騒音信号をさらにフィルタや遅延回路に通すことによって、騒音信号とは逆位相のノイズキャンセル信号を生成し、このノイズキャンセル信号と目的の楽音信号を合成(加算)したあと電力増幅し、スピーカユニットに入力するようになっている。
スピーカから出力される音声は、ノイズキャンセル信号と楽音信号の合成信号が音声に変換されたものであり、ノイズキャンセル信号が変換された音声は、ヘッドホンに進入する外部騒音の全部または一部を打ち消し、ユーザーの耳に入る音声はほぼ楽音信号が変換された音声のみとなる。
Therefore, noise canceling headphones that are designed to cancel noise entering from the outside and reduce the sound pressure of the noise so that only the musical sound can be heard by the user's ears are becoming widespread. The principle of the noise-canceling headphones is that a noise entering the headphones is detected by a microphone, a cancel signal having a phase opposite to that of the detected noise signal is generated, and the noise is canceled by the cancel signal. More specifically, a noise signal having a phase opposite to that of the noise signal is generated by passing the noise signal collected by the microphone and converted into an electrical signal through a filter or a delay circuit. After the musical sound signals are synthesized (added), the power is amplified and input to the speaker unit.
The sound output from the speaker is the result of converting the combined signal of the noise cancellation signal and the tone signal into sound, and the sound converted from the noise cancellation signal cancels all or part of the external noise entering the headphones. The sound that enters the user's ear is almost only the sound converted from the musical sound signal.

近年では、デジタル方式のノイズキャンセルヘッドホンが普及しつつある。デジタル方式ノイズキャンセルヘッドホンは、マイクロホンで拾った騒音をデジタル信号に変換し、デジタル的に信号処理して騒音信号と逆位相の信号を生成し、これをアナログ信号に変換して、プレーヤから入力される楽音信号と合成するものである。この合成信号をスピーカユニットに入力することにより、スピーカユニットからは騒音信号と逆位相の音声と楽音が再生され、騒音信号と逆位相の音声によって騒音が打ち消されるので、ユーザーは楽音のみを聞くことができる。   In recent years, digital noise canceling headphones are becoming popular. Digital noise-canceling headphones convert noise picked up by a microphone into a digital signal, digitally process the signal to generate a signal with the opposite phase to the noise signal, convert it into an analog signal, and input from the player It is synthesized with the musical sound signal. By inputting this synthesized signal to the speaker unit, the speaker unit reproduces the sound and music that have the opposite phase to the noise signal, and the noise is canceled by the sound that has the opposite phase to the noise signal. Can do.

一般的なデジタル方式のノイズキャンセルヘッドホンは、デジタル信号処理装置(以下「DSP」という)を備えている。DSPは所定の周波数のクロック信号に同期して動作し、また、所定のタップ数のフィルタ係数に基づいて演算処理を行なっている。従来のデジタル方式のノイズキャンセルヘッドホンにおける上記DSPの動作周波数およびフィルタ係数のタップ数は一定であり、したがって、一定の動作処理速度で演算処理を行なっている。ノイズキャンセル効果を高めるためには、DSPの動作周波数およびフィルタ係数のタップ数を高める必要がある。そうすると、内蔵している電源電池の消耗が早く、動作時間が短くなるという問題がある。   A typical digital noise canceling headphone includes a digital signal processing device (hereinafter referred to as “DSP”). The DSP operates in synchronization with a clock signal having a predetermined frequency, and performs arithmetic processing based on a filter coefficient having a predetermined number of taps. The operating frequency of the DSP and the number of taps of the filter coefficient in the conventional digital noise canceling headphones are constant, and therefore, arithmetic processing is performed at a constant operation processing speed. In order to enhance the noise canceling effect, it is necessary to increase the DSP operating frequency and the number of filter coefficient taps. Then, there is a problem that the built-in power supply battery is consumed quickly and the operation time is shortened.

図4は、従来のデジタル方式ノイズキャンセルヘッドホンにおける電源電圧と動作周波数の時間軸上での変化を示している。ノイズキャンセル動作を有効に行わせるには電源電圧が所定の電圧以上であることが必要である。DSPが動作するのに必要な最低の電圧を図4では「終止電圧」として示している。電池を電源としている場合、電池の使用開始から電源電圧は徐々に降下し、やがて終止電圧に至り、ノイズキャンセル動作が停止する。使用開始から終止電圧に至るまでの時間を、ここでは「駆動時間」という。   FIG. 4 shows changes on the time axis of the power supply voltage and the operating frequency in the conventional digital noise canceling headphones. In order to perform the noise canceling operation effectively, the power supply voltage needs to be equal to or higher than a predetermined voltage. The minimum voltage necessary for the DSP to operate is shown as “end voltage” in FIG. When the battery is used as a power source, the power supply voltage gradually decreases from the start of use of the battery, eventually reaches the end voltage, and the noise canceling operation stops. The time from the start of use to the end voltage is referred to herein as “driving time”.

オーディオ機器などでは、電池寿命をより長くする、すなわち上記「駆動時間」をより長くするための工夫がなされている。例えば、デジタルオーディオ機器において、ユーザーが操作部を操作して省電力再生動作への移行を指示すると、音源のデジタルデータを間引きし、あるいは再生条件を変更し、あるいは再生音量を下げる、というような省電力再生動作に移行するように構成したものがある(例えば、特許文献1参照)。
あるいは、ワイヤレス式オーディオ機器において、動作モードにある場合に、受信機から停止モードを指示するリモコン信号が送信されてきたときには、オーディオ機器は停止モードになるとともに、オーディオ機器の受信回路は間欠的な受信動作を行なうようにして、電池寿命を長くする工夫をしたものがある(例えば、特許文献2参照)。
また、電池の電圧残量が所定値以下になったことを検出して検出信号を出力する残量検出回路と、この残量検出回路からの検出信号を受けてパワーアンプにBEEP信号を出力するBEEP信号発生回路を設け、電池残量が低下したことを使用者に知らせる電池残量報知装置が知られている(例えば、特許文献3参照)。
In audio equipment and the like, a device for extending the battery life, that is, for increasing the “drive time” has been devised. For example, in a digital audio device, when the user operates the operation unit to instruct a shift to a power saving playback operation, the digital data of the sound source is thinned out, the playback condition is changed, or the playback volume is reduced. Some are configured to shift to a power-saving reproduction operation (see, for example, Patent Document 1).
Alternatively, when the wireless audio device is in the operation mode and the remote control signal instructing the stop mode is transmitted from the receiver, the audio device enters the stop mode and the reception circuit of the audio device is intermittent. Some have been devised to extend the battery life by performing a receiving operation (see, for example, Patent Document 2).
In addition, a remaining amount detection circuit that detects that the remaining voltage of the battery is equal to or less than a predetermined value and outputs a detection signal, and receives a detection signal from the remaining amount detection circuit and outputs a BEEP signal to the power amplifier. There is known a battery remaining amount notification device that is provided with a BEEP signal generation circuit and informs a user that the remaining battery amount has decreased (see, for example, Patent Document 3).

特開2002−189486号公報JP 2002-189486 A 特開平7−74663号公報JP 7-74663 A 特開2002−189486号公報JP 2002-189486 A

特許文献2記載の発明は、オーディオ機器の動作中において電源電池を無駄に消耗しないようにしたものであり、本願発明のように、デジタル方式のノイズキャンセルヘッドホンに、それ独特の工夫を施すことによって駆動時間を長くするものとは異なる。
特許文献3記載の発明は、電源電圧が所定の電圧以下に低下したときそれを報知するというだけのものであって、やはり、本願発明のようにデジタル方式のノイズキャンセルヘッドホン独特の工夫を施したものとは異なる。
The invention described in Patent Document 2 is designed so that the power supply battery is not wasted during the operation of the audio device. As in the invention of the present application, the digital noise canceling headphone is provided with a unique device. It is different from the one that lengthens the driving time.
The invention described in Patent Document 3 is merely to notify when the power supply voltage drops below a predetermined voltage, and again, as in the present invention, a digital noise-cancelling headphone is devised. It ’s different.

特許文献1記載の発明は、デジタル方式のオーディオ機器において、ユーザーが省電力モードを選択すると、音源のデジタルデータを間引く、再生条件を変更する、音量を下げるなどの手段によって省電力再生動作を行なうものである。したがって、特許文献1記載の発明によれば、音質の低下、音量の低下などの不具合が生じるので、高音質による再生を望む音楽愛好家などにとっては、電池の残存電圧が低くなった場合に、音質の低下を我慢しながら、やむを得ず省電力モードを選択することになる。   According to the invention described in Patent Document 1, when a user selects a power saving mode in a digital audio device, a power saving reproduction operation is performed by means such as thinning out digital data of a sound source, changing a reproduction condition, or reducing a volume. Is. Therefore, according to the invention described in Patent Document 1, problems such as a decrease in sound quality and a decrease in volume occur, so for music lovers who want to reproduce with high sound quality, when the remaining voltage of the battery is low, The power saving mode is unavoidably selected while the sound quality deteriorates.

本発明は、以上説明した従来の技術に鑑みてなされたもので、デジタル方式ノイズキャンセルヘッドホンの特性を生かしながら、電池の電圧が低下した場合に、ノイズキャンセルの精度を落とすことにより、再生音質の劣化がなく、電池寿命を長引かせることができるノイズキャンセルヘッドホンを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described conventional technology. By taking advantage of the characteristics of the digital noise cancellation headphones, when the battery voltage decreases, the accuracy of the noise cancellation is reduced, thereby reducing the reproduction sound quality. An object of the present invention is to provide a noise-canceling headphone that does not deteriorate and can prolong battery life.

本発明は、騒音を検出するマイクロホンと、マイクロホンで検出される騒音信号をデジタル処理し騒音信号に対し逆位相のキャンセル信号を生成するデジタル信号処理部と、デジタル信号処理部で生成されるキャンセル信号と楽音信号を合成する合成手段と、合成手段により合成される信号によって駆動されるスピーカユニットと、を備えたデジタル方式のノイズキャンセルヘッドホンであって、電源電池の電圧を検出する電圧検出部を備え、上記デジタル信号処理部は、電源電池の電圧が所定の電圧まで低下したことを上記電圧検出部が検出したとき、あらかじめ内蔵しているフィルタ係数の中からその電圧時に設定されているタップ数の少ない係数に切り換えることを最も主要な特徴とする。
デジタル信号処理部は、電源電池の電圧が所定の電圧まで低下したことを電圧検出部が検出したとき、あらかじめ内蔵しているフィルタ係数の中からその電圧時に設定されているタップ数の少ない係数に切り換えるとともに、デジタル信号処理部の動作周波数を低くするようにするとよい。
The present invention relates to a microphone that detects noise, a digital signal processing unit that digitally processes a noise signal detected by the microphone and generates a cancellation signal having an opposite phase to the noise signal, and a cancellation signal generated by the digital signal processing unit A digital noise canceling headphone comprising a synthesizing unit for synthesizing a musical sound signal and a speaker unit driven by a signal synthesized by the synthesizing unit, and comprising a voltage detection unit for detecting the voltage of the power supply battery When the voltage detection unit detects that the voltage of the power supply battery has dropped to a predetermined voltage, the digital signal processing unit has the number of taps set at that voltage from among the filter coefficients built in in advance. The main feature is to switch to a smaller coefficient.
When the voltage detection unit detects that the voltage of the power battery has dropped to a predetermined voltage, the digital signal processing unit converts the filter coefficient built in advance to a coefficient with a small number of taps set at that voltage. In addition to switching, the operating frequency of the digital signal processing unit may be lowered.

電圧検出部が、電源電池の電圧が所定の電圧以上であることを検出しているときは、デジタル信号処理部はタップ数の多いフィルタ係数を用いて演算処理を行い、高精度のキャンセル信号を生成してノイズキャンセル動作する。電源電池の電圧が所定の電圧以下になったことを電圧検出部が検出すると、デジタル信号処理部はタップ数の少ないフィルタ係数に切り換える。これによって、生成されるキャンセル信号の精度は低下するが、楽音信号の再生音質の低下はなく、また、電源電池の消耗度が低減されて電池寿命を長くすることができる。
電源電池の電圧が所定の電圧まで低下したことを電圧検出部が検出したとき、タップ数の少ないフィルタ係数に切り換えることに加えて、デジタル信号処理部の動作周波数を低くするようにすれば、さらに電池寿命を長くすることができる。
電池寿命を長くするには、DSPの動作周波数を低くすればよい。ただし、DSPの動作周波数を低くすると、処理速度が遅くなるため、高精度処理のできるタップ数の多いフィルタ係数を用いると処理が間に合わなくなる。そのため、タップ数の少ないフィルタ係数を用い、精度を落として処理を行なう。
When the voltage detection unit detects that the voltage of the power battery is equal to or higher than the predetermined voltage, the digital signal processing unit performs arithmetic processing using a filter coefficient with a large number of taps, and outputs a highly accurate cancel signal. Generate noise cancellation operation. When the voltage detection unit detects that the voltage of the power supply battery has become equal to or lower than a predetermined voltage, the digital signal processing unit switches to a filter coefficient with a small number of taps. As a result, the accuracy of the generated cancel signal is reduced, but the reproduction sound quality of the musical sound signal is not deteriorated, and the power consumption of the power supply battery is reduced and the battery life can be extended.
When the voltage detection unit detects that the voltage of the power battery has dropped to a predetermined voltage, in addition to switching to a filter coefficient with a small number of taps, if the operating frequency of the digital signal processing unit is lowered, further Battery life can be extended.
In order to extend the battery life, the operating frequency of the DSP may be lowered. However, if the DSP operating frequency is lowered, the processing speed is slowed down. Therefore, if a filter coefficient having a large number of taps capable of high-precision processing is used, the processing cannot be performed in time. Therefore, processing is performed with reduced accuracy using filter coefficients with a small number of taps.

以下、本発明にかかるノイズキャンセルヘッドホンの実施例について図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明にかかるノイズキャンセルヘッドホンの実施例を示す機能ブロック図である。図1において、符号8はヘッドホンに内蔵されている回路基板を示していて、回路基板8には電圧検出部2、デジタル信号処理部すなわちDSP3、合成手段6が組み込まれている。ヘッドホンにはまた電源電池1が装填され、上記DSP3、その他図示されない適宜の回路部、例えば増幅器などに電源電池1から電源が供給され、電圧検出部2が電源電池1の端子電圧を検出するようになっている。
Hereinafter, embodiments of a noise canceling headphone according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a functional block diagram showing an embodiment of a noise canceling headphone according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral 8 denotes a circuit board built in the headphones, and the circuit board 8 includes a voltage detection unit 2, a digital signal processing unit, that is, a DSP 3, and a synthesis unit 6. The headphone is also loaded with a power supply battery 1, and power is supplied from the power supply battery 1 to the DSP 3 and other appropriate circuit units (not shown) such as an amplifier, and the voltage detection unit 2 detects the terminal voltage of the power supply battery 1. It has become.

電圧検出部2は、電源電池1の電圧が所定の電圧まで低下したことを検出するように構成してもよいが、電源電池1の電圧を3段階にわたり検出するように構成してもよい。すなわち、電源電池1の電圧が、第1段階の電圧まで低下したことを検出し、また、第1段階よりも低い第2段階の電圧まで低下したことを検出し、第2段階の電圧よりもさらに低い第3段階の電圧まで低下したことを検出するように構成してもよい。本実施例は、電圧検出部2が電源電池1の電圧を3段階にわたって検出し、それに対応したノイズキャンセル動作が行われるようになっている。   The voltage detector 2 may be configured to detect that the voltage of the power battery 1 has dropped to a predetermined voltage, but may be configured to detect the voltage of the power battery 1 in three stages. That is, it is detected that the voltage of the power supply battery 1 has dropped to the voltage of the first stage, and that the voltage of the power supply battery 1 has been lowered to the voltage of the second stage lower than the first stage. Furthermore, it may be configured to detect that the voltage has dropped to a lower third stage voltage. In this embodiment, the voltage detection unit 2 detects the voltage of the power supply battery 1 in three stages, and a noise canceling operation corresponding thereto is performed.

上記DSP3には、マイクロホン4で電気音響変換され図示されないアナログ・デジタル変換器(以下「AD変換器」という)でデジタル信号に変換された騒音信号が入力されるように構成されている。マイクロホン4は、ノイズキャンセルヘッドホンの設計思想に応じてヘッドホン筐体の内部に配置されることもあり、外側に配置されることもある。本発明にかかるヘッドホンでは、マイクロホン4の配置位置は任意である。DSP3は、クロックパルス発振器から供給されるクロックパルスに同期して動作する。DSP3には、マイクロホン4から図示されないAD変換器を経て所定のサンプリング周期にて騒音信号が入力され、DSP3は、騒音信号と逆位相のノイズキャンセル信号を生成する。ノイズキャンセル信号は図示されないデジタル・アナログ変換器(以下「DA変換器」という)でアナログ信号に変換され、加算器などからなる合成手段6に入力される。また、DSP3は、電圧検出部2による電源電池1の電圧検出結果に対応して、自身の動作周波数およびフィルタ係数のタップ数を切り換えるようになっている。   The DSP 3 is configured to receive a noise signal that has been subjected to electroacoustic conversion by the microphone 4 and converted to a digital signal by an analog / digital converter (hereinafter referred to as “AD converter”) (not shown). The microphone 4 may be disposed inside the headphone housing or may be disposed outside depending on the design concept of the noise canceling headphone. In the headphones according to the present invention, the arrangement position of the microphone 4 is arbitrary. The DSP 3 operates in synchronization with the clock pulse supplied from the clock pulse oscillator. The DSP 3 receives a noise signal from the microphone 4 via an AD converter (not shown) at a predetermined sampling period, and the DSP 3 generates a noise cancellation signal having a phase opposite to that of the noise signal. The noise cancellation signal is converted into an analog signal by a digital / analog converter (hereinafter referred to as “DA converter”) (not shown), and input to the synthesizing means 6 including an adder. Further, the DSP 3 switches its operating frequency and the number of taps of the filter coefficient in accordance with the voltage detection result of the power supply battery 1 by the voltage detection unit 2.

上記電圧検出部2の検出動作に基づくDSP3の動作をより具体的に説明すると以下のとおりである。電圧検出部2にて、電源電池1の電圧が第1段階の電圧V1まで低下したことを検出することによって、DSP3はタップ数の少ないフィルタ係数に切り換えるとともに自身の動作周波数を低くする。電源電池1の電圧が上記電圧V1よりも低い第2段階の電圧V2まで低下したことを電圧検出部2が検出することによって、DSP3はタップ数のさらに少ないフィルタ係数に切り換えるとともに自身の動作周波数をさらに低くする。電源電池1の電圧が上記電圧V2よりも低い終止電圧V3まで低下したことを電圧検出部2が検出すると、DSP3はノイズキャンセル動作を停止する。以上の動作は、DSP3内のソフトウェアによって行われる。   The operation of the DSP 3 based on the detection operation of the voltage detection unit 2 will be described more specifically as follows. When the voltage detection unit 2 detects that the voltage of the power supply battery 1 has decreased to the first-stage voltage V1, the DSP 3 switches to a filter coefficient with a small number of taps and lowers its operating frequency. When the voltage detector 2 detects that the voltage of the power supply battery 1 has dropped to the second-stage voltage V2 lower than the voltage V1, the DSP 3 switches to a filter coefficient with a smaller number of taps and changes its operating frequency. Make it even lower. When the voltage detector 2 detects that the voltage of the power supply battery 1 has dropped to the end voltage V3 lower than the voltage V2, the DSP 3 stops the noise canceling operation. The above operation is performed by software in the DSP 3.

合成手段6には、アナログ信号に変換された上記ノイズキャンセル信号と、CDプレーヤ、MDプレーヤ、フラッシュメモリプレーヤ、その他適宜の音源5で再生される楽音信号が入力され、上記ノイズキャンセル信号と楽音信号が合成(加算)されるようになっている。この合成信号はスピーカユニット7に入力され、合成信号に対応した音声すなわち楽音とキャンセル音がスピーカユニット7から出力される。ヘッドホンの筐体内には周囲の騒音が侵入する。この騒音は、騒音の位相に対して逆位相の上記キャンセル音によって打ち消され、ユーザーは楽音のみを聞くことができ、あるいは騒音レベルが低減された環境の下で楽音を聞くことができる。   The noise canceling signal converted into an analog signal and a tone signal reproduced by a CD player, an MD player, a flash memory player, or other appropriate sound source 5 are input to the synthesizing unit 6, and the noise canceling signal and the tone signal are input. Are combined (added). This synthesized signal is input to the speaker unit 7, and sounds corresponding to the synthesized signal, that is, a musical sound and a canceling sound are output from the speaker unit 7. Ambient noise enters the headphone housing. This noise is canceled by the cancellation sound having the opposite phase to the noise phase, and the user can hear only the musical sound or can hear the musical sound in an environment where the noise level is reduced.

ノイズキャンセル動作することによって電源電池1は徐々に消耗し、電源電圧が徐々に低下していく。上記実施例は、電源電池1の電圧低下に伴ってDSP3がその動作周波数を制御し、また、フィルタ係数のタップ数を制御することに特徴がある。これを、図2、図3を参照しながら説明する。図2において、V1は電源電池1が第1段階まで消耗したときの電圧で、この電圧V1以上の電圧が維持されている間は、DSP3が所定の動作周波数で動作し、かつ、所定のタップ数のフィルタ係数にて高精度の演算処理を行なう。従来のノイズキャンセルヘッドホンは、動作周波数およびタップ数を切り換えていないため、電源電池の電圧が終止電圧まで低下すると、その時点でDSPは動作しなくなる。この電源電池の電圧が終止電圧まで低下するまでの動作時間を図2ではT1で示している。   By performing the noise canceling operation, the power supply battery 1 is gradually consumed, and the power supply voltage gradually decreases. The above-described embodiment is characterized in that the DSP 3 controls the operating frequency as the voltage of the power supply battery 1 decreases, and also controls the number of taps of the filter coefficient. This will be described with reference to FIGS. In FIG. 2, V1 is a voltage when the power supply battery 1 is exhausted to the first stage, and the DSP 3 operates at a predetermined operating frequency and a predetermined tap while the voltage V1 or higher is maintained. High-precision arithmetic processing is performed with a number of filter coefficients. Since the conventional noise cancellation headphones do not switch the operating frequency and the number of taps, when the voltage of the power supply battery drops to the end voltage, the DSP does not operate at that time. The operation time until the voltage of the power supply battery decreases to the end voltage is indicated by T1 in FIG.

本発明の実施例では、電圧がV1以下に低下したことを電圧検出部2が検出すると、図2、図3に示すように、DSP3が動作周波数を1段階低下させるとともに、フィルタ係数もタップ数の1段階少ない係数に切り換え、中精度のノイズキャンセル信号を生成する。したがって、ノイズキャンセル精度は低下するが、楽音信号の再生品質にはなんらの影響もないから、高音質の楽音を聞くことができる。この間、電圧検出部2は、電源電池1の電圧が、V1よりも低い第2段階の電圧V2まで低下しないかどうかを監視し、第2段階の電圧V2まで低下すると、DSP3は動作周波数をさらに1段階低下させるとともに、さらに1段階少ないタップ数のフィルタ係数に切り換えて動作し、低精度のノイズキャンセル信号を生成する。これによって、DSP3の動作時間はT1からT3まで延び、ノイズキャンセルヘッドホンの動作時間ないしは電源電池1の寿命が延びる。上記のように、DSP3の動作周波数がさらに低下するとともにタップ数の低い係数に切り換えることにより、ノイズキャンセル精度はさらに低下するが、楽音信号の再生品質には変わりがなく、高音質の楽音を聞くことができる。この間、電圧検出部2は、電源電池1の電圧が、V2よりもさらに低い第3段階の電圧V3まで低下しないかどうかを監視する。   In the embodiment of the present invention, when the voltage detection unit 2 detects that the voltage has decreased to V1 or less, the DSP 3 decreases the operating frequency by one step as shown in FIGS. Is switched to a coefficient smaller by one step to generate a medium-accuracy noise cancellation signal. Therefore, although the noise cancellation accuracy is lowered, there is no influence on the reproduction quality of the musical sound signal, so that it is possible to listen to high-quality musical sounds. During this time, the voltage detector 2 monitors whether the voltage of the power supply battery 1 does not drop to the second-stage voltage V2 lower than V1, and when the voltage is lowered to the second-stage voltage V2, the DSP 3 further increases the operating frequency. In addition to being reduced by one step, the filter coefficient is switched to a filter coefficient having a tap number that is further reduced by one step to generate a low-accuracy noise cancellation signal. As a result, the operation time of the DSP 3 extends from T1 to T3, and the operation time of the noise cancellation headphones or the life of the power supply battery 1 is extended. As described above, switching to a coefficient with a lower number of taps while the operating frequency of the DSP 3 is lowered further reduces the noise cancellation accuracy, but the reproduction quality of the tone signal remains unchanged, and a high-quality tone is heard. be able to. During this time, the voltage detection unit 2 monitors whether or not the voltage of the power battery 1 does not drop to the third stage voltage V3 that is lower than V2.

電源電池1の電圧がV3まで低下すると、DSP3はノイズキャンセル動作を停止する。上記電圧V3が本発明の上記実施例における終止電圧であり、電圧V3に至るまでの動作時間を図2ではT3で表している。
図3に示すフローチャートの例では、電池電圧が第1段階の電圧V1以上に保たれているかどうかを判断し(ステップS2、(以下「S2」のように表示する))、電圧V1以上に保たれている間は、例えばフィルタ係数200タップ(これをn1のタップ数とする)で演算し、DSPは動作周波数f1で動作し(S3)、キャンセル信号を生成する(S4)。電池電圧がV1以下になると、次に第2段階の電圧V2以上かどうかを判断し(S5)、電圧V2以上であれば、フィルタ係数を1段階下げて例えば150のタップ数(これをn2のタップ数とする。したがって、(n2<n1))で演算し、DSPをf1よりも低いf2の動作周波数で動作させ(S6)、キャンセル信号を生成する(S7)。電池電圧が第2段階の電圧V2よりも低下した場合は、次の段階の電圧以上であるかどうかを判断し(S8)、次の段階の電圧以上に保たれている間はフィルタ係数のタップ数を150よりも低い次の段階のタップ数に設定して演算し、DSPの動作周波数もf2よりも低い次の段階の周波数で動作させる(S9)。このようにして、電池電圧が段階的に低下するに伴ってフィルタ係数のタップ数を段階的に低くするとともに、DSPの動作周波数を段階的に低くする。そして、電源電圧がDSPを駆動するには不十分な電圧にまで低下するとノイズキャンセル動作は停止する(S11)。
When the voltage of the power battery 1 drops to V3, the DSP 3 stops the noise canceling operation. The voltage V3 is the final voltage in the embodiment of the present invention, and the operation time until the voltage V3 is reached is represented by T3 in FIG.
In the example of the flowchart shown in FIG. 3, it is determined whether or not the battery voltage is maintained at the first level voltage V1 or higher (step S2, (hereinafter referred to as “S2”)), and maintained at the voltage V1 or higher. For example, the filter coefficient is calculated with 200 taps (this is the number of taps of n1), and the DSP operates at the operating frequency f1 (S3) and generates a cancel signal (S4). When the battery voltage becomes V1 or less, it is next determined whether or not the voltage is the second stage voltage V2 or more (S5). If the battery voltage is more than V2, the filter coefficient is lowered by one stage, for example, 150 taps (this is n2). Therefore, the calculation is performed with (n2 <n1)), the DSP is operated at an operating frequency f2 lower than f1 (S6), and a cancel signal is generated (S7). When the battery voltage is lower than the voltage V2 in the second stage, it is determined whether or not the voltage is higher than the voltage in the next stage (S8). The number is set to the number of taps in the next stage lower than 150, and the DSP is operated at the next stage frequency lower than f2 (S9). In this way, as the battery voltage decreases stepwise, the number of taps of the filter coefficient is decreased stepwise, and the operating frequency of the DSP is decreased stepwise. When the power supply voltage drops to a voltage insufficient to drive the DSP, the noise canceling operation is stopped (S11).

このように、図示の実施例によれば、電源電池1の電圧を検出し、それに応じてDSPの動作周波数とフィルタ係数を切り換えることで、従来のノイズキャンセルヘッドホンと比較すると、従来のノイズキャンセルヘッドホンでは動作時間がT1であったものが、本発明の上記実施例によれば、ノイズキャンセル動作がT1からT3まで延び、この延びた時間Texの分だけ電池寿命を延ばすことができる。   As described above, according to the illustrated embodiment, the voltage of the power supply battery 1 is detected, and the operation frequency and the filter coefficient of the DSP are switched accordingly, so that the conventional noise cancellation headphones are compared with the conventional noise cancellation headphones. Then, although the operation time is T1, according to the above embodiment of the present invention, the noise canceling operation extends from T1 to T3, and the battery life can be extended by the extended time Tex.

なお、電源電圧の低下を何段階にわたって検出するかは任意であり、図2に示すように3段階にわたって検出してもよいし、それ以上の段階わたって検出してもよく、2段階にわたって検出してもよい。電源電圧検出の段階に応じて、DSP3の動作周波数及びサンプリングデータ数を変更することになる。   Note that it is arbitrary how many steps the power supply voltage drop is detected. As shown in FIG. 2, it may be detected over three steps, may be detected over more steps, or may be detected over two steps. May be. The operating frequency of the DSP 3 and the number of sampling data are changed according to the stage of power supply voltage detection.

本発明にかかるノイズキャンセルヘッドホンの実施例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the Example of the noise cancellation headphones concerning this invention. 上記実施例における電源電圧の低下に対応するデジタル信号処理部の動作周波数及びタップ数の切り換え例を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the example of a switching of the operating frequency and tap number of the digital signal processing part corresponding to the fall of the power supply voltage in the said Example. 上記実施例における電源電圧の低下に対応するデジタル信号処理部の動作周波数及びタップ数の切り換え例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the example of switching of the operating frequency of the digital signal processing part corresponding to the fall of the power supply voltage in the said Example, and the number of taps. 従来のノイズキャンセルヘッドホンにおける電源電圧の低下に対応するデジタル信号処理部の動作周波数及びタップ数の切り換え例を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the example of a switching of the operating frequency and tap number of the digital signal processing part corresponding to the fall of the power supply voltage in the conventional noise cancellation headphones.

符号の説明Explanation of symbols

1 電源電池
2 電圧検出部
3 デジタル信号処理部(DSP)
4 マイクロホン
5 音源
6 合成部
7 スピーカユニット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power supply battery 2 Voltage detection part 3 Digital signal processing part (DSP)
4 Microphone 5 Sound source 6 Synthesizer 7 Speaker unit

Claims (4)

騒音を検出するマイクロホンと、
マイクロホンで検出される騒音信号をデジタル処理し騒音信号に対し逆位相のキャンセル信号を生成するデジタル信号処理部と、
デジタル信号処理部で生成されるキャンセル信号と楽音信号を合成する合成手段と、
合成手段により合成される信号によって駆動されるスピーカユニットと、を備えたデジタル方式のノイズキャンセルヘッドホンであって、
電源電池の電圧を検出する電圧検出部を備え、
上記デジタル信号処理部は、電源電池の電圧が所定の電圧まで低下したことを上記電圧検出部が検出したとき、あらかじめ内蔵しているフィルタ係数の中からその電圧時に設定されているタップ数の少ない係数に切り換えることを特徴とするノイズキャンセルヘッドホン。
A microphone that detects noise;
A digital signal processing unit that digitally processes a noise signal detected by a microphone and generates a cancel signal having an opposite phase to the noise signal;
A synthesizing means for synthesizing the cancel signal and the musical sound signal generated by the digital signal processing unit;
A digital noise canceling headphone comprising a speaker unit driven by a signal synthesized by a synthesizing means,
It has a voltage detector that detects the voltage of the power battery,
When the voltage detection unit detects that the voltage of the power supply battery has dropped to a predetermined voltage, the digital signal processing unit has a small number of taps set at that voltage from among the built-in filter coefficients. Noise canceling headphones characterized by switching to a coefficient.
デジタル信号処理部は、電源電池の電圧が所定の電圧まで低下したことを上記電圧検出部が検出したとき、あらかじめ内蔵しているフィルタ係数の中からその電圧時に設定されているタップ数の少ない係数に切り換えるとともに、デジタル信号処理部の動作周波数を低くする請求項1記載のノイズキャンセルヘッドホン。   When the voltage detection unit detects that the voltage of the power supply battery has dropped to a predetermined voltage, the digital signal processing unit is a coefficient with a small number of taps set at that voltage from among the built-in filter coefficients The noise canceling headphone according to claim 1, wherein the operation frequency of the digital signal processing unit is lowered. 電圧検出部は、電源電池の電圧を検出し、その電圧値をデジタル信号処理部に伝える請求項1記載のノイズキャンセルヘッドホン。   The noise canceling headphone according to claim 1, wherein the voltage detection unit detects the voltage of the power supply battery and transmits the voltage value to the digital signal processing unit. デジタル信号処理部は、生成したキャンセル信号をアナログ信号に変換して出力する請求項1記載のノイズキャンセルヘッドホン。   The noise cancellation headphones according to claim 1, wherein the digital signal processing unit converts the generated cancellation signal into an analog signal and outputs the analog signal.
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