JP2009219095A - Sound insulating element for inner earphone, inner earphone, and sound reproducing device - Google Patents

Sound insulating element for inner earphone, inner earphone, and sound reproducing device Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inner earphone which attains noise reduction so that it can be used even in a subway train of 80 to 90 dB noise environment, and yet has merits of high performance, high stability, simplicity, and low cost. <P>SOLUTION: High-level ambient noises that pass through an inner earphone can be insulated by filling the space between the ear and the inner earphone with a sound insulating element which consists of porous soft plastics. The reproducing sound which is strongly attenuated by the sound insulating element is corrected in advance by signal processing to secure sound quality. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

用語の定義Definition of terms

請求項を含む全文を通じ、文中の{}内の記述は{}外の記述に優先する。Throughout the entire sentence including the claims, the description in {} in the sentence takes precedence over the description outside {}.

環境騒音キャンセラ、環境騒音リダクション、イヤホン製造技術、耳栓の材料、の加工技術、電子回路フィルタ、ディジタルシグナルプロセッサの信号処理アルゴリズム。Environmental noise canceller, environmental noise reduction, earphone manufacturing technology, earplug material processing technology, electronic circuit filter, digital signal processor signal processing algorithm.

環境ノイズを軽減して音楽やスピーチを聴きやすくする機能のイヤホンや受話器が販売されている。大きく分けてアクティブ方式とパシブ方式とがある。Earphones and handsets with functions that reduce environmental noise and make it easier to listen to music and speech are on the market. Broadly divided into an active method and a passive method.

アクティブ方式の背景技術としては、
{イヤホンの直近にマイクロホンを組み込む必要から}高度な{設計と製造}技術が必要。
より高い周波数領域でもキャンセレーション性能を上げようとするときの、動作の不安定性からの回避技術。
イヤホンコードと衣服などの間で発生する{摩擦音や静電気の放電}により発生する不快なノイズのリダクション方法。
地下鉄の電車内のように、85dBを超えるような騒音環境では{音響伝搬系、マイクロホン、イヤホンやヘッドホン}などが持つ非線形特性に起因する、キャンセレーション性能の著しい劣化現象からの回避。
さらなる高性能化には、携帯型にとって重要なファクターである消費電流の軽減。
As background technology of the active method,
{Because it is necessary to incorporate a microphone in the immediate vicinity of the earphone} Advanced {design and manufacturing} technology is required.
Technology that avoids operational instability when trying to improve cancellation performance even in higher frequency ranges.
A method for reducing unpleasant noise caused by {friction and static electricity discharge} generated between the earphone cord and clothes.
In a noise environment exceeding 85 dB, such as in a subway train, avoidance of the phenomenon of significant deterioration in cancellation performance due to the non-linear characteristics of {acoustic propagation system, microphone, earphone, headphone}, etc.
Reduction of current consumption is an important factor for portable devices to achieve higher performance.

アクティブノイズキャンセラについては数多くの特許出願がなされている。
下記は代表的な例である。
特開2001−5463 音響装置
特開H7−264699 補聴器
特開H9−36763 ノイズキャンセラ
特開2006−139307音声効果処理と騒音制御を有する装置
特開H5−30585 騒音低減ヘッドホン装置
特開H5−130691 イヤホン装置
特開H8−47074 スープラオーラルヘッドホン
特開H8−79873 通信端末
特開H8−275281 ノイズキャンセル型ヘッドホン
特開H11−308685 能動型ノイズ低減ヘッドセット
特開2000−59876 音響装置およびヘッドホン
特開H6−6886 騒音低減ヘッドホン
特開H6−70391 ヘッドホン装置
特開H7−240989 騒音低減ヘッドホン装置
Many patent applications have been filed for active noise cancellers.
The following are typical examples.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-5463 Sound Device Japanese Patent Application Laid-Open No. H7-264699 Hearing Aid Japanese Patent Application Laid-Open No. H9-36763 Noise Canceller Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-139307 Japanese Patent Application Laid-Open No. H-303051 Open H8-47074 Supra Oral Headphone Japanese Unexamined Patent Publication H8-79873 Communication Terminal Japanese Unexamined Patent Publication H8-275281 Noise Canceling Headphone Japanese Unexamined Patent Publication H11-308685 Active Noise Reduction Headset Japanese Unexamined Patent Publication 2000-59876 Acoustic Device and Headphone Japanese Unexamined Patent Publication H6-6886 Noise Reduction Headphone Japanese Patent Laid-Open No. H6-70391 Headphone Device Japanese Patent Laid-Open No. H7-240989 Noise Reduction Headphone Device

パシブ方式の背景技術としては、
環境ノイズ源から聴覚へ至る音の伝搬経路を遮断するために、
イヤホンの再生性能を維持しつつ、イヤホン自体の外部騒音の遮断性能を向上させる手法。
耳とイヤホンの間の隙間の遮音性能を向上させるための遮音エレメントの材質や形状の改良。
以上の2点が重要である。
特開H08−275298耳栓イヤホンへの取り付け具及びイヤホン
特開H10−511832イヤクッション付きヘッドセット及びクッションの圧縮を制限する装置
等が提案されていて、確かに改善はあるものの、環境ノイズがイヤホンの構造物を伝搬して聴覚に達することもあって、ノイズリダクション性能に関して、高い満足度は得られていない。
As background technology of passive method,
To block the sound propagation path from the environmental noise source to the hearing,
A technique that improves the external noise blocking performance of the earphone itself while maintaining the playback performance of the earphone.
Improvement of the sound insulation element material and shape to improve the sound insulation performance of the gap between the ear and the earphone.
The above two points are important.
Japanese Patent Application Laid-Open No. H08-275298 Earplug Earphone Headphone and Headphone Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-511832 Headset with ear cushion and device for limiting the compression of the cushion have been proposed. As a result of propagating through this structure, it is possible to reach hearing, and high satisfaction with respect to noise reduction performance has not been obtained.

特開2002−200109耳栓型電気音響変換装置
では{イヤホンの振動板の振動}を{耳栓である遮音エレメント}に直接伝えることでノイズリダクションを機能させる提案があるが、もともと遮音材は、{伝搬特性の全く異なる材料から直接機械的振動で音を伝搬させる}には不向きの材質であり、良質の音響性能を得ることは難しい。
In Japanese Patent Laid-Open No. 2002-200109 earplug type electroacoustic transducer, there is a proposal for functioning noise reduction by directly transmitting {vibration of an earphone diaphragm} to a {sound insulation element which is an earplug}. It is a material unsuitable for {propagating sound directly from a material with completely different propagation characteristics by mechanical vibration}, and it is difficult to obtain good acoustic performance.

発明が解決しようとしている課題Problems to be solved by the invention

実用的で、安価で、製造が簡単で、使いやすく、かつ、高いリダクション性能と再生音質の良いノイズリダクション。Noise reduction that is practical, inexpensive, easy to manufacture, easy to use, with high reduction performance and good playback sound quality.

一般的に、イヤホンの再生性能を上げるには、{振動板の背面}は外に向かって開口していると都合が良い。ところが、従来方式の{環境ノイズを遮断}するタイプのイヤホンは、{アクティブ型あるいはパッシブ型}の如何にかかわらず、{環境ノイズを遮断する目的}から、{イヤホンの振動板の背面が密閉構造}であることが望ましい。イヤホンの背面を、密閉することは簡単であるが、密閉することによって再生性能は著しく劣化する。特に低音再生性能の{密閉による著しい劣化}から回避するために、振動板の背面からダクトを設け、反対側の耳側に開口させるなど、細やかな細工を施した商品もある。要するに、{イヤホン自体の遮音性能の向上}と{イヤホンの再生性能の向上}とは総じて、相容れない関係にある。In general, in order to improve the reproduction performance of the earphone, it is convenient that {the rear surface of the diaphragm} is opened outward. However, in the conventional method of {blocking environmental noise}, regardless of {active type or passive type}, {the purpose of blocking environmental noise} is because the back of the diaphragm of the earphone is sealed. } Is desirable. Although it is easy to seal the back of the earphone, the playback performance is significantly deteriorated by sealing. In particular, in order to avoid low sound reproduction performance {remarkable deterioration due to sealing}, there is a product that has been finely crafted, such as providing a duct from the back of the diaphragm and opening it to the opposite ear side. In short, {improvement in sound insulation performance of the earphone itself} and {improvement in reproduction performance of the earphone} are generally incompatible with each other.

アクティブノイズキャンセラ型のイヤホンにはマイクロホンを組み込む必要がる。小さくて、複雑で、精密なイヤホンの中にマイクロホンを仕込むことは簡単ではなく、都合の悪いことに、{イヤホンとマイクロホンがより近接している}ほど精度の高い検出性能が得られる。しかし、一方ではイヤホンとの結合度が強まることから、検出する環境雑音の大きさが相対的に小さくなり制御が難しくなる。この点についても、相矛盾した課題の妥協点を探らなければならない。
さらに、マイクロホンを設けることはコードの衣服との{摩擦音や発生した静電気の放電}によって不快なノイズを拾いやすい。
It is necessary to incorporate a microphone into an active noise canceller type earphone. It is not easy to place a microphone in a small, complex and precise earphone, and unfortunately, the more accurate the detection performance is, the closer the earphone and the microphone are. However, on the other hand, since the degree of coupling with the earphone increases, the magnitude of the environmental noise to be detected becomes relatively small and control becomes difficult. In this respect as well, a compromise between conflicting issues must be sought.
Furthermore, the provision of a microphone tends to pick up unpleasant noise due to {friction noise and generated electrostatic discharge} with the cord clothes.

アクティブノイズキャンセラ型のイヤホンは{環境騒音を検出するマイクロホン}から増幅器、信号処理、再生系を経て、再びマイクロホンに至るところの{信号の流れの閉ループ}があって、{遮音性能の向上}が{不安定性の増加}となって、この点に関しても相矛盾する問題との妥協点を探らなければならない。The active noise canceller type earphone has {closed loop of signal flow} from {microphone for detecting environmental noise} to amplifier through the amplifier, signal processing and reproduction system, and {improvement of sound insulation performance} { Increase in instability}, and in this respect as well, a compromise with conflicting issues must be sought.

また、信号処理がディジタル信号処理である場合(高性能タイプはこのケースである){AD変換とDA変換に要する時間遅延}が性能の限界を決定することから、{コスト高の高速低雑音のAD、DA変換方式}を使う必要がある。In addition, when the signal processing is digital signal processing (the high-performance type is this case), {the time delay required for AD conversion and DA conversion} determines the performance limit, so {high cost, high speed, low noise AD, DA conversion method} must be used.

課題を解決するための手段Means for solving the problem

{インナーイヤホンと聴覚の間にできる空間(音が伝わる外耳道の一部)}を、音を減衰させる遮音エレメントで埋めることで、{リダクションしたい環境騒音}と{聴こうとする音楽やアナウンス信号}の両方を減衰させる。この手法は{再生音をも高性能な遮音効果を持つ材質で遮音する}ことから、再生音の音量は減衰し、特に高音ほど減衰量は大きい。この減衰については、電気信号の段階で{インナーイヤホンから聴覚に至る遮音エレメントの減衰特性の逆伝達特性}を作用させて再生信号を補正し、インナーイヤホンをドライブする。イヤホンと耳の隙間から侵入してくる環境ノイズもイヤホン自体を伝わってくる環境ノイズも同様に遮断することから、環境ノイズの遮音性は大幅に向上し、{イヤホン自体の遮音効果}への配慮は大幅に軽減され、{イヤホン自体、あるいは、遮音エレメント}の設計自由度が飛躍的に高くなる。{Enclose the space between the inner earphone and hearing (a part of the external auditory canal through which sound is transmitted)} with a sound insulation element that attenuates the sound, so that {the environmental noise you want to reduce} and {the music or announcement signal you want to hear} Attenuate both. Since this method {insulates the reproduced sound with a material having a high performance sound insulation effect}, the volume of the reproduced sound is attenuated, and the attenuation is particularly large as the sound is high. As for this attenuation, at the stage of the electric signal, the {reverse transmission characteristic of the attenuation characteristic of the sound insulation element from the inner earphone to the auditory sense} is applied to correct the reproduction signal and drive the inner earphone. Since the environmental noise intruding from the gap between the earphone and the ear is also cut off in the same way, the noise insulation of the environmental noise is greatly improved, and consideration is given to {the sound insulation effect of the earphone itself} Is greatly reduced, and the degree of freedom in designing the {earphone itself or the sound insulation element} is dramatically increased.

結果、環境ノイズの遮音性能は向上し、{再生音の減衰}は補正されて正常な音質となり、S/N比は向上する。As a result, the sound insulation performance of environmental noise is improved, {attenuation of reproduced sound} is corrected to normal sound quality, and the S / N ratio is improved.

[図1]は本発明の一実施例を示す図である。
1はイヤホン本体、2は環境ノイズ、3は摩擦ノイズ、4はイヤホンの再生信号、5は{環境ノイズと摩擦ノイズ}がイヤホン本体を経由して聴覚に至る雑音、6は{後述の柔らかい遮音エレメントをイヤホン本体に装着しやすくし、遮音材の遮音性能の安定化(使用状態で)を図る}ための中空の遮音性能安定化チューブ、7は{イヤホン本体と外耳道の間にできる空間の一部を塞ぐ}ための{変形自在な遮音性の多孔質プラスティック材}からなる遮音エレメント、8は遮音エレメントの内側にできる空間である。6の遮音性能安定化チューブの材質はイヤホンの音の出口の材質よりも柔らかく、遮音材よりも堅い材料であり、簡単に安定してイヤホンに装着できることが望ましい。
{遮音エレメントの材質や形状}と{遮音性能安定化チューブの材質や形状}についての詳細は本案発明の本質とするところではないので説明を省略する。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention.
1 is an earphone main body, 2 is environmental noise, 3 is friction noise, 4 is a reproduction signal of the earphone, 5 is {environmental noise and friction noise} through the earphone main body, and 6 is {soft soft sound insulation described later] A hollow sound insulation performance stabilizing tube 7 for facilitating mounting of the element on the earphone body and stabilizing the sound insulation performance of the sound insulation material (in use) 7 is one of the spaces formed between the earphone body and the ear canal A sound insulating element 8 made of {a deformable, sound insulating porous plastic material} for closing the portion, and 8 is a space formed inside the sound insulating element. The material of the sound insulation performance stabilizing tube 6 is softer than the material of the sound outlet of the earphone and is harder than the sound insulation material, and it is desirable that it can be easily and stably attached to the earphone.
Details of {material and shape of sound insulation element} and {material and shape of sound insulation performance stabilizing tube} are not the essence of the present invention, and thus the description thereof is omitted.

[図2]は図1の一実施例を耳に装着した状態を示す図である。
1から8までは図1と同じである。9は外耳道の輪郭、10は外耳道、11は遮音エレメントを経て聴覚に至るイヤホンの再生信号、12は遮音エレメントを経て聴覚に至るノイズである。
FIG. 2 is a view showing a state where the embodiment of FIG. 1 is worn on the ear.
1 to 8 are the same as those in FIG. 9 is the contour of the ear canal, 10 is the ear canal, 11 is a reproduction signal of the earphone that reaches the hearing through the sound insulation element, and 12 is the noise that reaches the hearing through the sound insulation element.

{イヤホンの再生音4}と{イヤホンを介して進入する環境ノイズおよび摩擦ノイズ5}は遮音エレメンント7の遮音効果によって減衰しながらも外耳道を経て聴覚に至る。図から明らかなように、外耳道の一部が遮音エレメントによって塞がれていることから、聴覚に至る環境ノイズや摩擦音は、{遮音エレメントの遮音効果}によって、大きく減衰する。当然ながら、イヤホンの再生音も同様に減衰するが、{イヤホンの再生音}は{電子回路の信号処理}によって、あらかじめ、{遮音エレメントによる減衰効果の逆特性}を作用させることで、{遮音エレメントによる減衰}を補正することができる。結果として、元々の再生音は{遮音エレメントを設けない状態とほぼ同じ{音量と音質}}で再生することができることから、{環境騒音やコードの摩擦音}は{遮音エレメントの遮音効果の分}だけ軽減される。6の遮音性能安定化チューブは{イヤホンの音の出口の形状}の安定化を図る、即ち、{8の空間を安定して確保する}ことによって、{遮音エレメントが耳に装着された状態}での{安定した遮音性能確保}の役割を持つ。多くの実験では、イヤホンが耳に挿入された状態で{遮音エレメントが外耳道を塞ぐ部分の容積}と{遮音エレメントの内側の空間8の形状}は遮音特性に大きく影響を与えることから、遮音性能安定化チューブの役割は大きい。The {reproduced sound 4 of the earphone 4} and the {environmental noise and frictional noise 5 entering through the earphone} are attenuated by the sound insulation effect of the sound insulation element 7 and reach the hearing through the ear canal. As is clear from the figure, since a part of the ear canal is blocked by the sound insulation element, environmental noise and frictional sound reaching the hearing are greatly attenuated by the {sound insulation effect of the sound insulation element}. Naturally, the reproduced sound of the earphone is also attenuated in the same manner. However, the {reproduced sound of the earphone} is {insulated by applying {inverse characteristics of the attenuation effect by the sound insulation element} in advance by {signal processing of the electronic circuit}. Attenuation by element} can be corrected. As a result, the original reproduced sound can be reproduced with {almost the same volume and sound quality as in the case where no sound insulation element is provided}, so {environmental noise and chord friction sound} is {the amount of sound insulation effect of the sound insulation element}. Only reduced. The sound insulation performance stabilizing tube 6 stabilizes {the shape of the sound outlet of the earphone}, that is, {stablely secure the space 8}, so that the {the sound insulation element is attached to the ear} It has a role of {securing stable sound insulation performance}. In many experiments, the sound insulation performance is greatly affected by the {volume of the portion where the sound insulation element blocks the ear canal} and {the shape of the space 8 inside the sound insulation element} with the earphone inserted into the ear. The role of the stabilizing tube is great.

[図3]は本発明の一実施例を示す図である。
図1と同じ番号は同じ機能である。図3の図1との違いは、図1は、遮音エレメント7は貫通していないが図3の遮音エレメントは貫通している点である。
FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of the present invention.
The same number as FIG. 1 is the same function. 3 is different from FIG. 1 in that FIG. 1 does not penetrate the sound insulation element 7 but penetrates the sound insulation element of FIG.

[図4]は図3の一実施例を耳に挿入した状態を示す図である。
1から12までは図2と同じである。図4の、図2と異なる点は図3の貫通している遮音エレメントの穴は、イヤホンを耳に挿入した状態では、{遮音エレメントの貫通穴}は{柔らかい遮音材}が外耳道の壁に圧迫されて、塞がった状態となり、機能的には図2と同じになる。
FIG. 4 is a diagram showing a state in which the embodiment of FIG. 3 is inserted into the ear.
1 to 12 are the same as those in FIG. The difference between FIG. 4 and FIG. 2 is that the hole of the sound insulation element penetrating in FIG. 3 is {the sound insulation element through hole} is {soft sound insulation material} on the wall of the ear canal when the earphone is inserted into the ear. It is pressed and closed, and is functionally the same as FIG.

[図5]は従来型のノイズキャンセル型イヤホンの一例を示す図である。
図1と同じ番号は同じ機能である。遮音エレメントは貫通していて、イヤホンの再生音はそのまま聴覚に達するようになっている。
FIG. 5 is a diagram showing an example of a conventional noise canceling earphone.
The same number as FIG. 1 is the same function. The sound insulation element penetrates, and the reproduced sound of the earphone reaches the hearing as it is.

[図6]は図5の従来型の例を耳に挿入した状態を示す図である。
イヤホンの再生信号は遮音されず、そのまま外耳道を通って聴覚に到達する。当然のことながら、イヤホン自体を介して伝わる{環境騒音やコードの摩擦雑音}も遮蔽されずに聴覚に到達することから、イヤホン自体の{環境騒音や摩擦雑音}の遮断性能は高くなければならない。
FIG. 6 is a diagram showing a state in which the conventional example of FIG. 5 is inserted into the ear.
The playback signal of the earphone reaches the hearing through the ear canal as it is without sound insulation. Naturally, the {environmental noise and frictional noise of the cord} transmitted through the earphone itself reaches the auditory sense without being shielded, so the performance of blocking the {environmental noise and frictional noise} of the earphone itself must be high. .

[図7]は{図2の実施例において、{一サンプルの遮音エレメント}を使用して、{耳に装着した状態の再生音}}と、同じイヤホンを使って、{図6の従来例において、{一サンプルの遮音エレメント}を使用して、{耳に装着した状態の再生音}}の双方を比較し、双方が等音量となるよう、{図2の実施例の入力レベル}を調節することで、{図2の耳に挿入した状態での遮音エレメントの遮音特性}を等価的に測定したものである。測定に使った信号は正弦波である。[FIG. 7] uses {the sound insulation element of one sample in the embodiment of FIG. 2, {reproduced sound in the state of wearing on the ear}} and the same earphone, and {the conventional example of FIG. In FIG. 2, {a sound insulation element of one sample} is used to compare both {reproduced sound worn in the ear}}, and {input level of the embodiment of FIG. 2} is set so that both have equal volume. By adjusting, {the sound insulation characteristic of the sound insulation element in the state inserted in the ear of FIG. 2} is equivalently measured. The signal used for the measurement is a sine wave.

グラフの横軸はピアノの鍵盤に相当し、{横軸の最も左側は43.8HzのE}、{最も右側は16572HzのE}、である。横軸の一目盛りは半音階である。縦軸は{遮音エレメントの減衰量}である。グラフ1は{半音階ごとの等音量}を求め減衰量に換算しプロットしたものであり、{43.8HZのEの等音量レベル}を基準とし、0dBとしてある。このデータはーサンプルであって、人の聴覚での比較測定であることから、主観的な誤差が含まれている。また、サンプルによって特性の相違はあるものの、総じて右下がりの減衰特性を持っている。{図7の直線2}は、グラフ1の測定結果をおおざっぱに直線近似した特性である。{電子回路による簡単な構成のフィルタ}を用いて{図7の1または2の減衰特性}を近似的に補正できることについては、本案発明の本質とするところではないので説明を省略する。The horizontal axis of the graph corresponds to a piano keyboard, {the leftmost side of the horizontal axis is 43.8 Hz E}, and {the rightmost side is 16572 Hz E}. One scale on the horizontal axis is the chromatic scale. The vertical axis represents {attenuation amount of sound insulation element}. Graph 1 is obtained by calculating {equivalent volume for each chromatic scale}, converting it into attenuation, and plotting it, and it is 0 dB on the basis of {43.8 HZ E equal volume level}. Since this data is a sample and is a comparative measurement in human hearing, it contains subjective errors. In addition, although there is a difference in characteristics depending on the sample, it generally has an attenuation characteristic that falls to the right. {Line 2 in FIG. 7} is a characteristic obtained by roughly linearly approximating the measurement result of graph 1. The fact that {attenuation characteristics of 1 or 2 in FIG. 7} can be approximately corrected by using a {filter having a simple configuration using an electronic circuit} is not the essence of the present invention, and thus the description thereof is omitted.

{図7に示す減衰特性}の逆特性で再生信号をあらかじめ補正することで、{図2の遮音エレメントを通過した再生信号}は{図6の再生信号とほぼ同じ再生音}となって聴覚に達する。そして、{環境騒音や摩擦雑音}は図7の減衰特性によってリダクションされていることになる。
ただし、この減衰特性の逆減衰特性は高音域で30dBものゲインを必要とするので、{その分、ダイナミックレンジの減少}については本案発明のマイナス要素ではある。
しかし、実用的に問題がないことを、以下に、実測データを使って説明する。
By correcting the reproduction signal in advance with the inverse characteristic of {attenuation characteristic shown in FIG. 7}, the {reproduction signal passing through the sound insulation element in FIG. 2} becomes {reproduced sound substantially the same as the reproduction signal in FIG. 6}. To reach. {Environmental noise and friction noise} are reduced by the attenuation characteristics shown in FIG.
However, since the reverse attenuation characteristic of this attenuation characteristic requires a gain of 30 dB in the high sound range, {the corresponding decrease in dynamic range} is a negative element of the present invention.
However, the fact that there is no practical problem will be described below using actually measured data.

[図8]は女性ボーカルが入った楽曲例のスペクトルのピークホールド分布である。
[図9]は男性ボーカルが入った楽曲例のスペクトルのピークホールド分布である。
[図10]は映画音楽の楽曲例のスペクトルのピークホールド分布である。
[図11]はジャズ楽曲例のスペクトルのピークホールド分布である。
[図12]はオーケストラによる楽曲例のスペクトルのピークホールド分布である。
[図13]は合唱団による楽曲例のスペクトルのピークホールド分布である。
[図14]は強いベースの楽曲例のスペクトルのピークホールド分布である。
[図15]は心地良い楽曲例のスペクトルのピークホールド分布である。
[図16]は男性女性交互のニュースのスペクトルのピークホールド分布である。
[図17]は男性レクチュアーのスペクトルのピークホールド分布である。
[図18]はジェットエンジン音のスペクトルのピークホールド分布である。
[図19]は雷音のスペクトルのピークホールド分布である。
[FIG. 8] is a peak hold distribution of a spectrum of an example of music containing female vocals.
[FIG. 9] is a peak hold distribution of a spectrum of an example of music containing male vocals.
[FIG. 10] is a peak hold distribution of a spectrum of an example of movie music.
[FIG. 11] is a peak hold distribution of the spectrum of the jazz music example.
[FIG. 12] is a peak hold distribution of a spectrum of an example of music by an orchestra.
[FIG. 13] is a peak hold distribution of a spectrum of an example of music by a choir.
[FIG. 14] is a peak hold distribution of a spectrum of a strong bass musical example.
[FIG. 15] is a peak hold distribution of a spectrum of a pleasant musical example.
[FIG. 16] is a peak hold distribution of the spectrum of news alternating between male and female.
[FIG. 17] is a peak hold distribution of the spectrum of the male lecture.
[FIG. 18] is a peak hold distribution of the spectrum of the jet engine sound.
[FIG. 19] is a peak hold distribution of a lightning sound spectrum.

図8から図19のいずれの信号も10kHz付近のスペクトル密度は中低音域からほぼ30dBから40dBほど下がっている。従って、高音域で最大30dB程度の補正をしてもダイナミックレンジについては総じて問題のないことがわかる。
一方、市販されている商品は、{かなりの環境騒音の中でも聞き取りができる程度にダイナミックレンジが確保されている}ことから、{本案発明の弱点であるダイナミックレンジの減少}を補うべく、{信号処理部や増幅器}のダイナミックレンジを{本案発明の商品}のために{より大きく取る必要性}はない。
The spectral density in the vicinity of 10 kHz of any of the signals shown in FIGS. 8 to 19 is approximately 30 to 40 dB lower than the mid-low range. Therefore, it can be seen that there is no problem with the dynamic range as a whole even if the correction is performed up to about 30 dB in the high sound range.
On the other hand, since the product on the market {has a dynamic range that can be heard even in considerable environmental noise}, {signal reduction to compensate for {decrease in dynamic range, which is a weak point of the present invention} There is no {need to be larger} for {dynamics of the processing unit and amplifier} for {product of the present invention}.

以上の説明のとおり、
{イヤホンに装着された遮音エレメント}が{外耳道の一部を塞ぐ構造}とすることによって、{背面が開口しているタイプのイヤホンでも}高性能のノイズリダクションを具現化できる。
環境騒音を簡単に軽減できるばかりでなく、{従来型の製造技術や設備}で、安価で、安定性があって、{歪みや電子回路ノイズの少ない}良質の音質が得られる。
{イヤホン自体}と{遮音エレメント}が低コストであることから、破損や紛失などの場合にでも、あるいは遮音エレメントの差し替えなども手軽に行える。
{性能向上のための{遅延時間が極めて小さいADやDA変換}のデバイス}を必要としない。
{複雑なフィルタを含む閉ループの安定性}や{系に存在する非線形特性によって制御性能の著しく劣化する問題}がなど関わるところで{相矛盾する問題の妥協点を探らなければならない}というような{難しい信号処理技術}も必要としない。
As explained above,
When {the sound insulation element attached to the earphone} is {a structure that blocks a part of the ear canal}, {even an earphone with a rear opening} can realize high-performance noise reduction.
Not only can environmental noise be easily reduced, but {conventional manufacturing technology and equipment} is inexpensive, stable, and has good sound quality with low distortion and electronic circuit noise.
Since {earphones themselves} and {sound insulation elements} are low-cost, they can be easily replaced even when they are damaged or lost or the sound insulation elements are replaced.
{No device for AD / DA conversion with extremely small delay time} for improving performance is not required.
{Where the stability of closed loop including complex filters} or {problems where control performance is significantly degraded by nonlinear characteristics existing in the system}, etc. {need to find a compromise between conflicting problems} No difficult signal processing techniques} are required.

発明の効果The invention's effect

{簡単、高性能、安価}な{環境騒音リダクションの機能を持った再生環境}を提供できることから、幅広い商品に応用できる。
騒音環境の中でも{鼓膜には小音量}でしかも{良好な音質}で音楽を聴くことができることから、懸念されている聴覚障害への影響についても、より安全な再生環境を提供できる。
低価格であることから、一部ではなく、大多数の人が、{電車内や航空機内}での退屈な長時間を{適度な音量と良い音質}で快適に楽しむことができるようになる。
騒音環境での携帯電話の通話についても、受話条件が格段に良くなることから、使い勝手が便利になるばかりでなく、{騒音環境下ではありがちな}大声での電話会話を減少させる方向に作用する。
{Easy, high performance, low cost} {reproduction environment with environmental noise reduction function} can be provided, so it can be applied to a wide range of products.
Even in a noisy environment, it is possible to listen to music with a {small volume on the eardrum} and {good sound quality}, and therefore it is possible to provide a safer reproduction environment even for the influence on the feared hearing impairment.
Because of the low price, the majority of people, not a part, can enjoy comfortably at {reasonable volume and good sound quality} in a boring long time in {trains and airplanes}. .
For mobile phone calls in a noisy environment, the listening conditions are much better, which not only makes usability more convenient, but also acts to reduce loud phone conversations, which are common in noisy environments. .

本案発明の遮音エレメントを装着できる構造を設けた{背面開口型の再生特性の良い、最も一般的なイヤホン}に、本案発明の遮音エレメントを装着したイヤホン。
多様な{デザインや形状}の交換可能な遮音エレメント。
{本案発明の遮音エレメントを装着したイヤホン}と{遮音エレメントの逆減衰音響特性を組み込んだ音楽再生装置や携帯電話や再生端末装置}の組み合わせ。
An earphone in which the sound insulating element of the present invention is attached to a {back-opening type most common earphone with good reproduction characteristics} provided with a structure capable of mounting the sound insulating element of the present invention.
Exchangeable sound insulation elements of various {designs and shapes}.
A combination of {an earphone equipped with the sound insulation element of the present invention} and {a music reproduction device, a mobile phone or a reproduction terminal device incorporating the reverse attenuation acoustic characteristic of the sound insulation element}.

イヤホン用遮音エレメント
遮音エレメントが装着されたイヤホン
遮音エレメントが着脱できるイヤホン
イヤホンに装着できる遮音エレメント
遮音エレメントの逆減衰特性を組み込んだ携帯電話装置
遮音エレメントの逆減衰特性を組み込んだ携帯型再生装置
遮音エレメントの逆減衰特性を組み込んだ航空機客席再生端末装置
遮音エレメントの逆減衰特性を組み込んだ電車客席再生端末装置
Sound insulation element for earphones Earphone sound insulation element equipped with sound insulation element can be attached Earphone Earphones can be attached to earphones Earphones can be attached to sound insulation elements Aircraft passenger seat reproduction terminal device incorporating reverse attenuation characteristics of train Passenger seat reproduction terminal device incorporating reverse attenuation characteristics of sound insulation element

実用的で、安価で、製造が簡単で、使いやすく、リダクション性能が高く、再生音質の良いことから、現状のノイズリダクション方式とは異なり、応用範囲が極めて広い。本発明は、{騒音下で音を聴く可能性}のある{ほとんど全ての装置}に装着される可能性を持っている。It is practical, inexpensive, easy to manufacture, easy to use, has high reduction performance, and has good reproduction sound quality. Therefore, unlike the current noise reduction method, the application range is extremely wide. The present invention has the possibility of being mounted on {almost all devices} with {possibility to listen to sound under noise}.

一実施例の説明図Illustration of one embodiment 図1の実施例の使用状態での説明図Explanatory drawing in the use condition of the Example of FIG. 一実施例の説明図Illustration of one embodiment 図3の実施例の使用状態での説明図Explanatory drawing in the use condition of the Example of FIG. 従来の例の説明図Illustration of a conventional example 従来の例の使用状態での説明図Explanatory drawing in the usage state of the conventional example 本案発明の遮音エレメントの減衰特性の特性例Example of attenuation characteristics of sound insulation element of the present invention 女性ボーカル楽曲例のスペクトルのピークホールド分布Spectrum peak hold distribution of female vocal music example 映画音楽楽曲例のスペクトルのピークホールド分布Spectrum peak hold distribution of movie music composition example ジャズ楽曲例のスペクトルのピークホールド分布Spectrum peak hold distribution of jazz music example オーケストラによる楽曲例のスペクトルのピークホールド分布Spectrum peak hold distribution of musical example by orchestra 合唱団による楽曲例のスペクトルのピークホールド分布Peak hold distribution of the spectrum of a sample song by a choir 強いベースの楽曲例のスペクトルのピークホールド分布Spectrum peak hold distribution of strong bass example music 心地良い楽曲例のスペクトルのピークホールド分布Peak hold distribution of the spectrum of a pleasant example of music 男性女性交互のニュースのスペクトルのピークホールド分布Male-female alternating news spectrum peak hold distribution 男性レクチュアーのスペクトルのピークホールド分布Peak hold distribution of male lecture spectrum ジェットエンジン音のスペクトルのピークホールド分布Peak hold distribution of jet engine sound spectrum 雷音のスペクトルのピークホールド分布Peak hold distribution of lightning sound spectrum

Claims (4)

インナーイヤホンを耳に装着している状態において、{インナーイヤホンと外耳道の入り口付近の一部}の空間を{変形自在な遮音性の多孔質プラスティック材(以下、遮音材と称す)}で満たすことによって、環境騒音とインナーイヤホンの再生音の双方の音を減衰すべく、上記空間を塞ぐ機能を有することを特徴とした遮音材からなる遮音エレメント。When the inner earphone is attached to the ear, the {inner earphone and part of the vicinity of the entrance to the ear canal} space should be filled with {deformable sound-insulating porous plastic material (hereinafter referred to as sound insulating material)}. A sound insulation element made of a sound insulation material having a function of closing the space so as to attenuate both environmental noise and sound reproduced by the inner earphone. 遮音エレメントの内側の空間にあって、{遮音エレメントが耳に装着された状態でイヤホンの音の出口において遮音材が必要以上に変形することなく安定して音の出口の空間を確保すべく{柔らかい遮音材の骨材として}}かつ、または、{柔らかい遮音エレメントをイヤホンの音の出口に装着する際、安定した装着状態を確保すべく、{イヤホン側の音の出口よりは柔らかく、遮音材よりは堅い材質の遮音エレメント遮音性能安定化チューブ}}有したことを特徴とする請求項1に定義する遮音エレメント。In the space inside the sound insulation element, {in order to ensure a stable sound exit space without the sound insulation material being deformed more than necessary at the sound output of the earphone with the sound insulation element attached to the ear { As an aggregate of soft sound insulation material}} or {When attaching a soft sound insulation element to the sound outlet of the earphone, in order to ensure a stable wearing state, {the sound insulation material is softer than the sound outlet on the earphone side. The sound insulation element as defined in claim 1, further comprising a sound insulation element made of a harder material. {請求項1または請求項2}の遮音エレメントを備えたイヤホン。An earphone provided with the sound insulation element of {Claim 1 or Claim 2}. {{請求項1または請求項2}の遮音エレメントを装着したインナーイヤホン、または、{請求項3のインナーイヤホン}}を用いて音響信号を再生する装置において、{遮音エレメントの減衰効果によってインナーイヤホンの再生音が聴覚に至る過程で発生する減衰特性}を、あらかじめ、{電子回路もしくはディジタル信号処理}によって補正する機能を有する、音響信号再生装置。In an apparatus for reproducing an acoustic signal using the {inner earphone equipped with the sound insulation element according to claim 1 or claim 2 or the {inner earphone according to claim 3}}, the inner earphone is caused by the attenuation effect of the sound insulation element. A sound signal reproducing apparatus having a function of correcting in advance the attenuation characteristics generated during the process of reproducing the sound of the sound of {1} by {electronic circuit or digital signal processing}.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013086257A (en) * 2011-10-22 2013-05-13 Junichi Kakumoto Sound insulating element for inner earphone, and step of manufacturing the same
JP5691012B1 (en) * 2014-05-15 2015-04-01 角元 純一 Earphone attachment for environmental noise insulation

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JP2013086257A (en) * 2011-10-22 2013-05-13 Junichi Kakumoto Sound insulating element for inner earphone, and step of manufacturing the same
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