JP2009290474A

JP2009290474A - 電気音響変換器及びヘッドホン

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Publication number: JP2009290474A
Application number: JP2008139890A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Hasuo; 正俊蓮尾
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2008-05-28
Filing date: 2008-05-28
Publication date: 2009-12-10

Abstract

【課題】より自然に重低音を体感できるヘッドホンを提供する。
【解決手段】音量調節制御部１０９は、音量設定値が小さいときに低周波数帯域の電気音響信号の音量が全周波数帯域の電気音響信号の音量よりも大きくなるように第２の音量調節部１０５Ｌ，１０５Ｒを制御する。これにより、低周波数帯域の電気音響信号の音量は、音量設定値の小さい範囲において音量設定値が小さい場合であっても十分に大きい値となる。
【選択図】図２

Description

本発明は、機械的振動を発生するヘッドホンの電気音響変換技術に関する。

近年、サラウンドやノイズキャンセリング等の優れた機能を有するヘッドホンが次々に製品化されている。

一般に、ヘッドホンは、再生装置や受信機から出力された電気音響信号を音波に変換し、この音波がヘッドホンのユーザの耳の鼓膜を振動させることにより、ユーザに音を伝える。

ところで、人は、重低音域である低周波数帯域において鼓膜よりも身体で振動を感じるようになり、さらに重低音領域では音圧として身体で空気振動を感じる性質を有する。これに対し、ヘッドホンの振動特性は、鼓膜に起こる振動要素のみからなり、身体で感じる振動要素を全て無視している。このような理由から、人は、鼓膜の振動のみでは重低音を十分に感じることができない。

すなわち、ヘッドホンから出力される音が幾ら高品質であっても、ユーザは、ヘッドホンから重低音を十分に感じとることができず、このため、ユーザは、ヘッドホンからの音をスピーカシステムの音や生の音等に比べて不自然で異質に感じることが多い。

そこで、ユーザに重低音を十分に感じさせるようにするために、ユーザの頭部や頬等に機械的振動を伝えるようにしたヘッドホンがある。

例えば、特許文献１に記載のヘッドホンは、オーディオからの電気音響信号の低周波数成分を検出して振動モータを駆動し、ユーザの身体に振動を伝えることにより重低音を身体で感じさせるようにしたものである。
特開２００３−９２７８９号公報

しかしながら、このようなヘッドホンであっても、低周波数帯域の電気音響信号の音量変化特性は、全周波数帯域の電気音響信号の音量変化特性と同一であるため、ユーザは、視聴する音に対して依然として不自然さを感じてしまうのである。

本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、より自然に重低音を体感できるヘッドホン及び当該ヘッドホンに適用される電気音響変換器を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するために、本発明に係る電気音響変換器は、入力された電気音響信号を音波に変換する第１のトランスデューサを有する第１の回路系と、上記電気音響信号の低周波数帯域成分を機械的振動に変換する第２のトランスデューサを有する第２の回路系とを備え、上記第１の回路系は、音量調節操作に応じて上記電気音響信号の音量を調節する第１の音量調節部を有し、上記第２の回路系は、音量調節操作に応じて上記電気音響信号の音量を調節する第２の音量調節部を有し、上記第２の音量調節部は、音量を小さくするときの音量の減衰量を上記第１の音量調節部が調節する音量の減衰量よりも少なく調節する。

また、上述した目的を達成するために、本発明に係る電気音響変換器は、入力された電気音響信号を音波に変換する第１のトランスデューサを有する第１の回路系と、上記電気音響信号の低周波数帯域成分を機械的振動に変換する第２のトランスデューサを有する第２の回路系とを備え、上記第２の回路系は、上記電気音響信号の音量が小さいとき、上記第１の回路系から入力される電気音響信号の音量よりも大きな音量を得るような圧縮特性を有するレベル圧縮部を有する。

また、上述した目的を達成するために、本発明に係るヘッドホンは、音量調節操作に応じて入力された電気音響信号の音量を調節する第１の音量調節部と、上記第１の音量調節部によって音量が調節された電気音響信号を増幅する第１の増幅部と、上記第１の増幅部によって増幅された電気音響信号を音波に変換する第１のトランスデューサを有し、ユーザの両耳に音波を伝えるスピーカと、音量調節動作に応じて上記入力された電気音響信号の音量を調節する第２の音量調節部と、上記第２の音量調節部によって音量が調節された電気音響信号の低周波数帯域成分を強調する重低音強調部と、上記重低音強調部によって低周波数帯域成分が強調された電気音響信号を増幅する第２の増幅部と、上記第２の増幅部によって増幅された電気音響信号を機械的振動に変換する第２のトランスデューサを有して振動する振動体と、ユーザの頭部に装着され、上記振動体の振動に応じて振動するバンドと、上記スピーカが内蔵され、上記振動体の振動に応じて振動する筐体とを備え、上記第２の音量調節部は、音量調節操作に応じて音量を小さくするときの音量の減衰量を上記第１の音量調節部が調節する音量の減衰量よりも少なく調節する。

また、上述した目的を達成するために、本発明に係るヘッドホンは、音量調節操作に応じて入力された電気音響信号の音量を調節する音量調節部と、上記音量調節部によって音量が調節された電気音響信号を増幅する第１の増幅部と、上記第１の増幅回路によって増幅された電気音響信号を音波に変換する第１のトランスデューサを有し、ユーザの両耳に音波を伝えるスピーカと、上記音量調節部によって音量が調節された電気音響信号の音量が小さいとき、上記音量調節部から入力される電気音響信号の音量よりも大きな音量を得るような圧縮特性を有するレベル圧縮部と、上記レベル圧縮部から出力された電気音響信号の低周波数帯域成分を強調する重低音強調部と、上記重低音強調部によって低周波数帯域成分が強調された電気音響信号を増幅する第２の増幅部と、上記第２の増幅部によって増幅された電気音響信号を機械的振動に変換する第２のトランスデューサを有して振動する振動体と、ユーザの頭部に装着され、上記振動体の振動に応じて振動するバンドと、上記スピーカが内蔵され、上記振動体の振動に応じて振動する筐体とを備える。

本発明によれば、音楽再生装置からの再生音の音量を小さく設定した場合に、重低音域である低周波数帯域の音量を全周波数帯域の音量よりも大きくすることにより、音量が小さい場合であっても迫力且つ臨場感のある重低音をユーザに提供することができる。このため、ユーザは、ヘッドホンの音量設定値を小さくし、迫力且つ臨場感のある重低音を楽しみながら周囲への音洩れを防止することができる。

また、本発明によれば、映画等のダイナミックレンジが大きな音源の音量が小さい場合であっても、迫力且つ臨場感のある重低音をユーザに提供することができる。

また、本発明によれば、音量が小さい場合であっても迫力且つ臨場感のある重低音をユーザに提供することができることにより、高音域の細かな雑音を生じさせることがなく、クリアな再生音を出力することができる。

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明を適用した第１の実施の形態におけるヘッドホン１の外観を示す図である。

ヘッドホン１は、各種の音楽再生装置から出力される電気音響信号を振動に変換してユーザの耳に再生音を伝達する際に、本来、人の耳の鼓膜では感じ取りにくい重低音域である低周波数帯域の振動を強調してユーザに重低音を体感させるための処理を行う。

ヘッドホン１は、一対のハウジング１１Ｌ，１１Ｒを備えている。ハウジング１１Ｌ，１１Ｒは、ユーザの耳を覆う側が凹型となっている筐体であり、ヘッドバンド１３、押さえバンド１４によってそれぞれ互いに連結されている。また、ハウジング１１Ｌ，１１Ｒは、電気音響信号の全周波数領域成分を音波に変換する第１のトランスデューサを有するスピーカ（図示せず）を内蔵する。

ハウジング１１Ｌ，１１Ｒのユーザの耳を覆う側には、それぞれパッド１２Ｌ，１２Ｒが取り付けられている。ヘッドバンド１３の両端は、ハウジング１１Ｌ，１１Ｒをそれぞれ支える支持腕１５Ｌ，１５Ｒと連結されている。

ハウジング１１Ｌ，１１Ｒの側面の所定の位置には、電気音響信号の低周波数帯域成分を機械的振動に変換する第２のトランスデューサを有する振動体１６Ｌ，１６Ｒが取り付けられている。

振動体１６Ｌ，１６Ｒは、第２のトランスデューサが低周波数帯域の電気音響信号を機械的振動に変換し、これにより自身が振動する。この振動体１６Ｌ，１６Ｒの振動は、押さえバンド１４及びハウジング１１Ｌ，１１Ｒに伝えられる。ユーザは、押さえバンド１４が振動することにより頭部にて重低音に応じた振動を感じることができる。また、ユーザは、ハウジング１１Ｌ，１１Ｒがそれぞれ振動することによりそれぞれ耳の周囲や頬等にてこれと同じ振動を感じることができる。

図２は、本発明に係る第１の実施の形態におけるヘッドホン１が備える電気音響変換器１Ａの構成を示す図である。

電気音響変換器１Ａは、入力された電気音響信号を音波に変換する第１のトランスデューサを有する第１の回路系と、入力された電気音響信号の低周波数帯域の信号を機械的振動に変換する第２のトランスデューサを有する第２の回路系とを備える。第１の回路系は、音量調節操作に応じて上記電気音響信号の音量を調節する第１の音量調節部１０２Ｌ，１０２Ｒを有する。第２の回路系は、音量調節操作に応じて電気音響信号の音量を調節し、音量を小さくするときの音量の減衰量を第１の音量調節部１０２Ｌ，１０２Ｒの音量の減衰量よりも少なく調節する第２の音量調節部１０５Ｌ，１０５Ｒを有する。

電気音響変換器１Ａは、電気音響信号入力端子１０１Ｌ，１０１Ｒを備える。第１の回路系は、第１の音量調節部１０２Ｌ，１０２Ｒと、増幅回路１０３と、第１のトランスデューサ１０４Ｌ，１０４Ｒとを備える。第２の回路系は、第２の音量調節部１０５Ｌ，１０５Ｒと、重低音強調回路１０６と、増幅回路１０７と、第２のトランスデューサ１０８Ｌ，１０８Ｒとを備える。また、電気音響変換器１Ａは、第１の音量調節部１０２Ｌ，１０２Ｒ及び第２の音量調節部１０５Ｌ，１０５Ｒを制御する音量調節制御部１０９を備える。

電気音響信号入力端子１０１Ｌは、任意の音楽再生装置（図示せず）のＬチャンネル（Ｌｃｈ）端子から出力される電気音響信号を入力する。電気音響信号入力端子１０１Ｌにて入力された電気音響信号は、第１の音量調節部１０２Ｌ及び第２の音量調節部１０５Ｌに供給される。

また、電気音響信号入力端子１０１Ｒは、音楽再生装置のＲチャンネル（Ｒｃｈ）端子から出力される電気音響信号を入力する。電気音響信号入力端子１０１Ｒにて入力された電気音響信号は、第１の音量調節部１０２Ｒ及び第２の音量調節部１０５Ｒに供給される。

第１の音量調節部１０２Ｌ，１０２Ｒ及び第２の音量調節部１０５Ｌ，１０５Ｒは、抵抗体にスライダが接触した可変抵抗器や、電気音響信号に対してデジタル処理を行うもの、電子ボリュームを備えるもの等、何れであってもよい。

第１の音量調節部１０２Ｌ，１０２Ｒ及び第２の音量調節部１０５Ｌ，１０５Ｒは、ユーザがヘッドホンに接続されている音量調節ボタンを操作して再生音の音量を設定すると、この設定に応じた設定信号に基づいて全周波数帯域の音量を調節する。

この際、第１の音量調節部１０２Ｌ，１０２Ｒ及び第２の音量調節部１０５Ｌ，１０５Ｒは、音量調節制御部１０９の制御に基づいた音量調節を行う。以下、この音量調節動作について詳細に説明する。

図３は、ユーザが操作する音量調節ボタンの音量設定値が、０，１，２，・・・，１５（ＳＴＥＰ）である場合の音量設定値と全周波数帯域及び低周波数帯域の音量との関係を示す図である。

音量調節制御部１０９は、この図３に示す音量設定値と電気音響信号の全周波数帯域及び低周波数帯域の音量（ｄＢ）との関係、すなわち音量調節部減衰特性がパラメータとして記憶されたテーブルを備える。そして、音量調節制御部１０９は、このテーブルを参照して音量設定値のステップに応じた音量を読み取り、第１の音量調節部１０２Ｌ，１０２Ｒ及び第２の音量調節部１０５Ｌ，１０５Ｒを制御する。

電気音響信号の全周波数帯域の音量は、Ｖ_１に示すように音量設定値の減少に比例して減衰していくように調節される。音量調節制御部１０９は、テーブルに記憶された音量調節部減衰特性のパラメータからＶ_１に示す比例関係を読み取り、第１の音量調節部１０２Ｌ，１０２Ｒに対し、Ｖ_１に示す比例関係に基づいて第１の音量調節部１０２Ｌ，１０２Ｒを制御する。

ところで、音量が小さいときには、人は、低周波数帯域の電気音響信号の音をほとんど聴きとることができない。

そこで、音量調節制御部１０９は、図３のＶ_２に示すように、音量設定値が小さいときに低周波数帯域の電気音響信号の音量の減衰量が全周波数帯域の電気音響信号の音量の減衰量よりも少なくなるようなパラメータを設定し、このパラメータをテーブルに記憶する。ここで、Ｐ_２Ｐ_３は、Ｐ_１Ｐ_３よりも傾きが小さく、Ｐ_１Ｐ_２は、Ｐ_１Ｐ_３よりも傾きが大きいようにパラメータが設定されている。すなわち、図３に示すような音量設定値が小さい範囲において、低周波数帯域の電気音響信号の音量は、全周波数帯域の電気音響信号の音量よりも大きくなる。

音量調節制御部１０９は、このように設定されたパラメータをテーブルから読み取り、このパラメータに基づいて、音量設定値が小さいときに低周波数帯域の電気音響信号の音量が全周波数帯域の電気音響信号の音量よりも大きくなるように第２の音量調節部１０５Ｌ，１０５Ｒが行う電気音響信号の音量調節を制御する。

これにより、低周波数帯域の電気音響信号の音量は、音量設定値が小さいときであっても十分に大きい値となる。そして、電気音響変換器１Ａは、低周波数帯域の振動を強調することができ、ユーザは、迫力のある重低音を感じることができる。

第１の音量調節部１０２Ｌ，１０２Ｒからの電気音響信号は、増幅回路１０３に供給される。また、第２の音量調節部１０５Ｌ，１０５Ｒからの電気音響信号は、重低音強調回路１０６に供給される。

増幅回路１０３は、第１の音量調節部１０２Ｌ，１０２Ｒからの電気音響信号を増幅して第１のトランスデューサ１０４Ｌ，１０４Ｒに供給する。

第１のトランスデューサ１０４Ｌ，１０４Ｒは、増幅回路１０３より供給された増幅された全周波数帯域の電気音響信号を音波に変換する。第１のトランスデューサ１０４Ｌは、Ｌｃｈスピーカに内蔵されており、この音波をＬｃｈスピーカを介してユーザの左耳の鼓膜に伝えるようにする。同様に、第１のトランスデューサ１０４Ｒは、Ｒｃｈスピーカに内蔵されており、この音波をＲｃｈスピーカを介してユーザの右耳の鼓膜に伝えるようにする。

重低音強調回路１０６は、第２の音量調節部１０５Ｌ，１０５Ｒにて音量が調節された電気音響信号の低周波数帯域成分のエッジを強調する処理を行う。重低音強調回路１０６にてエッジの強調処理が行われた電気音響信号は、増幅回路１０７に供給される。

図４は、重低音強調回路１０６の構成の一例を示す図である。重低音強調回路１０６は、Ｌｃｈ用の入力端子１２１Ｌ及びＲｃｈ用の入力端子１２１Ｒと、振動レベル調整部１２２Ａ，１２２Ｂと、ローパスフィルタ（以下、ＬＰＦと記載する。）１２３Ａ，１２３Ｂと、加算部１２４と、エッジ検出部１２５と、エッジ強調部１２６と、可変抵抗器１２８Ａ，１２８Ｂ，１２８Ｃ及び加算部１２９，１３０からなるビート成分調整部１２７と、ＬＰＦ１３１Ａ，１３１Ｂと、Ｌｃｈ用の出力端子１３２Ｌ及びＲｃｈ用の出力端子１３２Ｒとを備える。

入力端子１２１Ｌに、第２の音量調節部１０５Ｌにて音量調節された電気音響信号が入力されると、この電気音響信号は、振動レベル調整部１２２Ａに供給される。また、入力端子１２１Ｒに、第２の音量調節部１０５Ｒにて音量調節された電気音響信号が入力されると、この電気音響信号は、振動レベル調整部１２２Ｂに供給される。

振動レベル調整部１２２Ａ，振動レベル調整部１２２Ｂは、それぞれ可変抵抗器を備える。

振動レベル調整部１２２Ａは、入力端子１２１Ｌより供給された電気音響信号の振動レベルを調整する。また、振動レベル調整部１２２Ｂは、入力端子１２１Ｒより供給された電気音響信号の振動レベルを調整する。

なお、振動レベル調整部１２２Ａ，振動レベル調整部１２２Ｂの構成は、これに限られず、例えば電気音響信号に対してデジタル処理を行うことにより振動レベルを調整するようにしてもよい。

振動レベル調整部１２２Ａにて振動レベルが調整された電気音響信号は、ＬＰＦ１２３Ａに供給される。また、振動レベル調整部１２２Ｂにて振動レベルが調整された電気音響信号は、ＬＰＦ１２３Ｂに供給される。

ＬＰＦ１２３Ａ，ＬＰＦ１２３Ｂは、それぞれ全周波数帯域の電気音響信号のうちの低周波数帯域の周波数成分（例えば１５０Ｈｚ以下）のみを取り出す。

ここで、振動レベル調整部１２２Ａ，振動レベル調整部１２２Ｂにおいてそれぞれ振動レベルが調整された電気音響信号Ｓ_１，Ｓ_２の波形が、例えば図５（Ａ）に示すような形状であるとする。この場合、ＬＰＦ１２３Ａ，ＬＰＦ１２３Ｂをそれぞれ通過した電気音響信号Ｓ_３，Ｓ_４の波形は、例えば図５（Ｂ）に示すように、それぞれ電気音響信号Ｓ_１，Ｓ_２の波形から高域の振動成分が除去された滑らかな形状となる。

ＬＰＦ１２３Ａを通過した低周波数帯域成分の電気音響信号は、加算部１２４及び可変抵抗器１２８Ａに供給される。また、ＬＰＦ１２３Ｂを通過した低周波数帯域成分の電気音響信号は、加算部１２４及び可変抵抗器１２８Ｃに供給される。

加算部１２４は、ＬＰＦ１２３Ａより供給された低周波数帯域成分の電気音響信号と、ＬＰＦ１２３Ｂより供給された低周波数帯域成分の電気音響信号とを加算し、この加算した電気音響信号をエッジ検出部１２５及びエッジ強調部１２６に供給する。

エッジ検出部１２５は、加算部１２４から供給された電気音響信号の立ち上がり時間及び立ち下り時間で特定される電気音響信号のエッジ成分を検出する。そして、エッジ検出部１２５は、検出したエッジ成分をエッジ強調部１２６に供給する。

エッジ強調部１２６は、ＶＣＡ（Voltage Controlled Amplifier）を備える。エッジ強調部１２６は、エッジ検出部１２５から供給されたエッジ成分に基づいて加算部１２４から供給された電気音響信号のエッジ成分を増幅させる。エッジ成分が増幅した電気音響信号Ｓ_５は、例えば図５（Ｃ）に示すように、ビート成分が強調された波形を有する。そして、エッジ強調部１２６は、この電気音響信号Ｓ_５を可変抵抗器１２８Ｂに供給する。

ビート成分調整部１２７が備える可変抵抗器１２８Ａ、可変抵抗器１２８Ｂ、可変抵抗器１２８Ｃは、抵抗の抵抗値が最大となるＨＡＲＤ（強）、この抵抗値が最小となるＳＯＦＴ（弱）の２つの切り換えモードを有する。このＨＡＲＤとＳＯＦＴとの切り替えは、例えば、切り替えスイッチ（図示せず）を備えて手動により行われてもよいし、コンピュータプログラムに基づく制御により自動に行われてもよい。

可変抵抗器１２８Ａ、可変抵抗器１２８Ｂ、可変抵抗器１２８Ｃがそれぞれ有する切り替えモードは、全て同時に同じ切り替えモードに切り替わる。すなわち、可変抵抗器１２８Ａ，可変抵抗器１２８Ｂ，可変抵抗器１２８Ｃの切り替えモードは全てＨＡＲＤになるか、全てＳＯＦＴになる。

ビート成分調整部１２７が備える可変抵抗器１２８Ａは、切り替えモードがＨＡＲＤであるときにはＬＰＦ１２３Ａから供給される電気音響信号の信号量は最小となり、切り替えモードがＳＯＦＴであるときにはＬＰＦ１２３Ａから供給される電気音響信号の信号量は最大となる。

また、ビート成分調整部１２７が備える可変抵抗器１２８Ｂは、切り替えモードがＨＡＲＤであるときにはエッジ強調部１２６から供給される電気音響信号の信号量は最大となり、切り替えモードがＳＯＦＴであるときにはエッジ強調部１２６から供給される電気音響信号の信号量は最小となる。

また、ビート成分調整部１２７が備える可変抵抗器１２８Ｃは、切り替えモードがＨＡＲＤであるときにはＬＰＦ１２３Ｂから供給される電気音響信号の信号量は最小となり、切り替えモードがＳＯＦＴであるときにはＬＰＦ１２３Ｂから供給される電気音響信号の信号量は最大となる。

加算部１２９は、可変抵抗器１２８Ａより供給された電気音響信号と可変抵抗器１２８Ｂより供給された電気音響信号とを加算してＬＰＦ１３１Ａに供給する。

また、加算部１３０は、可変抵抗器１２８Ｂより供給された電気音響信号と可変抵抗器１２８Ｃより供給された電気音響信号とを加算してＬＰＦ１３１Ｂに供給する。

ここで、具体例として、可変抵抗器１２８Ａ、可変抵抗器１２８Ｂ、及び可変抵抗器１２８Ｃの切り替えモードがＨＡＲＤである場合について述べる。ＬＰＦ１２３Ａからは、最小量の電気音響信号が加算部１２９に供給される。また、エッジ強調部１２６からは最大量の電気音響信号が加算部１２９及び加算部１３０に供給される。また、ＬＰＦ１２３Ｂからは、最小量の電気音響信号が加算部１３０に供給される。これにより、加算部１２９がＬＰＦ１３１Ａに供給する電気音響信号、及び、加算部１３０がＬＰＦ１３１Ｂに供給する電気音響信号は、エッジ強調部１２６からの電気音響信号を最大量に含み、ビート成分の強調レベルは最大となる。

また、具体例として、可変抵抗器１２８Ａ、可変抵抗器１２８Ｂ、及び可変抵抗器１２８Ｃの切り替えモードがＳＯＦＴである場合について述べる。ＬＰＦ１２３Ａからは、最大量の電気音響信号が加算部１２９に供給される。また、エッジ強調部１２６からは最小量の電気音響信号が加算部１２９及び加算部１３０に供給される。また、ＬＰＦ１２３Ｂからは、最大量の電気音響信号が加算部１３０に供給される。

これにより、加算部１２９がＬＰＦ１３１Ａに供給する電気音響信号、及び、加算部１３０がＬＰＦ１３１Ｂに供給する電気音響信号は、エッジ強調部１２６からの電気音響信号を最小量にしか含まず、ビート成分の強調レベルは最小となる。

ＬＰＦ１３１Ａは、加算部１２９より供給された電気音響信号から高周波帯域成分を取り除くために、例えば１５０Ｈｚ以下の低周波数帯域成分のみを取り出す。ＬＰＦ１３１Ａを通過した電気音響信号は、出力端子１３２Ｌを介して増幅回路１０７のＬｃｈ用の入力端子（図示せず）に供給される。

また、ＬＰＦ１３１Ｂは、加算部１３０より供給された電気音響信号から、高周波帯域成分を取り除くために、例えば１５０Ｈｚ以下の低周波数帯域成分のみを取り出す。ＬＰＦ１３１Ｂを通過した電気音響信号は、出力端子１３２Ｒを介して増幅回路１０７のＲｃｈ用の入力端子（図示せず）に供給される。

ＬＰＦ１３１Ａを通過した電気音響信号Ｓ_６及びＬＰＦ１３１Ｂを通過した電気音響信号Ｓ_７は、図５（Ｄ）に示すように、本来の低周波数帯域成分の音量が増大され、且つ、ビート成分が強調された波形を有する。

増幅回路１０７は、重低音強調回路１０６より供給された電気音響信号を増幅し、この増幅した電気音響信号を第２のトランスデューサ１０８Ｌ，１０８Ｒに供給する。

第２のトランスデューサ１０８Ｌ，１０８Ｒは、増幅回路１０７より供給された低周波数帯域の電気音響信号を機械的な振動に変換する。増幅回路１０７より供給された電気音響信号は、第２の音量調節部１０５Ｌ，１０５Ｒにより音量が増大され、且つ、重低音強調回路１０６によりビート成分が強調されている。

そして、第２のトランスデューサ１０８Ｌ，１０８Ｒは、この重低音域低周波数帯域の振動をそれぞれ押さえバンド１４及びハウジング１１Ｌ，１１Ｒに伝える。

押さえバンド１４は、第２のトランスデューサ１０８Ｌ，１０８Ｒが生じさせた振動をユーザの頭部に伝える。また、ハウジング１１Ｌ，１１Ｒは、第２のトランスデューサ１０８Ｌ，１０８Ｒが生じさせた振動を、ユーザの顔のハウジングに覆われる部分（頬、耳の周囲、顎等）に伝える。

次に、本発明に係る第２の実施の形態について説明する。図６は、本発明に係る第２の実施の形態におけるヘッドホン１が備える電気音響変換器１Ｂを示す図である。

電気音響変換器１Ｂは、第２の音量調節部１０５Ｌ，１０５Ｒに替えて重低音用音量圧縮回路２０１を備える以外は、電気音響変換器１Ａと同様の構成を備える。このため、図６において図２と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

電気音響変換器１Ｂが備える重低音用音量圧縮回路２０１は、可変増幅回路からなる。この重低音用音量圧縮回路２０１は、第１の音量調整部１０２Ｌ及び第１の音量調節部１０２Ｒよりそれぞれ音量が調節された電気音響信号が供給されると、図７に示すような重低音用音量圧縮回路入出力特性に基づいて重低音用の電気音響信号の音量を調節する。

上述したように、音量が小さいときには、人は、低周波数帯域の電気音響信号の音をほとんど聴きとることができない。

そこで、重低音用音量圧縮回路２０１は、第１の音量調節部１０２Ｌ，１０２Ｒが出力して重低音用音量圧縮回路２０１に入力される電気音響信号に対し、出力される電気音響信号の音量の減衰量を圧縮する利得可変処理を行う。

図７は、重低音用音量圧縮回路２０１へ入力される電気音響信号の音量（以下、入力レベルという。）に対し、重低音用音量圧縮回路２０１から出力される電気音響信号の音量（以下、出力レベルという。）を示す図である。重低音用音量圧縮回路２０１は、この図７に示すような重低音用音量圧縮回路２０１へ入力される電気音響信号の音量と重低音用音量圧縮回路２０１から出力される電気音響信号の音量との関係をパラメータとして記憶するテーブルを備える。

ここで、Ｗ_１は、仮に重低音用音量圧縮回路２０１にてレベル圧縮処理を行わない場合の入力レベルに対する出力レベルを示す重低音用音量圧縮回路入出力特性である。また、Ｗ_２は、この重低音用音量圧縮回路２０１にてレベル圧縮処理が行う場合の入力レベルに対する出力レベルを示す重低音用音量圧縮回路入出力特性である。

Ｗ_１に示すように、仮に重低音用音量圧縮回路２０１にてレベル圧縮処理を行わない場合の入力レベルと出力レベルは比例関係を有する。

重低音用音量圧縮回路２０１は、図７のＷ_２に示すように、音量調節部１０２Ｌ，１０２Ｒから出力されて重低音用音量圧縮回路２０１に入力された電気音響信号に対し、音量が小さい場合における出力レベルが入力レベルよりも大きくなるように出力レベルの減衰量を圧縮する処理を行う。

重低音用音量圧縮回路２０１が備えるテーブルが記憶するパラメータは、Ｗ_２のＱ_２Ｑ_３の傾きがＷ_１のＱ_４Ｑ_３の傾きよりも小さくなるように設定されている。また、このパラメータは、Ｗ_２のＱ_１Ｑ_２とＷ_１のＱ_４Ｑ_３の傾きが同じであるように設定されている。

重低音用音量圧縮回路２０１は、この図７に示すように設定されたパラメータをテーブルから読み取り、入力レベルが小さいときの電気音響信号の出力レベルが図７に示すように入力レベルよりも大きくなるように出力レベルの減衰量を圧縮する処理を行う。

具体的には、Ｗ_１のＱ_３（ｘ_３，ｙ_３），Ｑ_４（ｘ_４，ｙ_４）に示すように、電気音響信号の入力レベルがｘ_３からｘ_４まで減少するとき、仮にレベル圧縮処理を行わない電気音響信号の出力レベルは、ｙ_３からｙ_４まで減少する。重低音用音量圧縮回路２０１は、Ｗ_２のＱ_３（ｘ_３，ｙ_３），Ｑ_２（ｘ_２，ｙ_２），Ｑ_１（ｘ_１，ｙ_１）に示すように、入力レベルがｘ_３からｘ_１まで減少するとき、出力レベルがｙ_３からｙ_１までになるように出力レベルの減衰量を圧縮する処理を行う。

このように、電気音響変換器１Ｂは、電気音響信号の入力レベルが小さいときの出力レベルが入力レベルよりも大きくなるように出力レベルの減衰量を圧縮する利得可変制御を行うことにより、低周波数帯域の電気音響信号の音量は、音量設定値が小さい場合であっても十分に大きい値となる。そして、電気音響変換器１Ｂは、低周波数帯域の振動を強調することができ、ユーザは、迫力のある重低音を感じることができる。

以上、説明したように、ヘッドホン１は、ユーザが再生音の音量を小さく設定した場合であっても、従来よりも大きな低周波数帯域の振動を生じさせることによりユーザに迫力のある重低音を感じさせることができる。さらに、ヘッドホン１は、振動のビート成分を強調することによりユーザに臨場感のある音響を提供することができる。

このようなヘッドホン１によれば、再生音量を小さく設定した場合であっても迫力且つ臨場感のある音響をユーザに提供することができる。このため、ユーザは、ヘッドホンの音量設定値を小さくして迫力且つ臨場感のある重低音を楽しみながら周囲への音洩れを防止することができる。

また、ヘッドホン１によれば、映画等のダイナミックレンジが大きな音源の音量が小さくなった場合であっても、迫力且つ臨場感のある重低音をユーザに提供することができる。

また、ヘッドホン１によれば、音量が小さい場合であっても迫力且つ臨場感のある重低音をユーザに提供することができることにより、高音域の細かな雑音を生じさせることがなく、クリアな再生音を出力することができる。

本発明は、上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。

本発明を適用した第１の実施の形態におけるヘッドホンの外観を示す図である。本発明に係る第１の実施の形態におけるヘッドホンが備える電気音響変換器の構成を示す図である。音量調節部減衰特性を示す図である。重低音強調回路の構成の一例を示す図である。電気音響信号の波形を示す図である。本発明に係る第２の実施の形態におけるヘッドホンが備える電気音響変換器を示す図である。重低音用音量圧縮回路入出力特性を示す図である。

符号の説明

１ヘッドホン、１０１Ｌ，１０１Ｒ電気音響信号入力端子、１０２Ｌ，１０２Ｒ第１の音量調節部、１０５Ｌ，１０５Ｒ第２の音量調節部、１０３増幅回路、１０４Ｌ，１０４Ｒ第１のトランスデューサ、１０６重低音強調回路、１０７増幅回路、１０８Ｌ，１０８Ｒ第２のトランスデューサ

Claims

入力された電気音響信号を音波に変換する第１のトランスデューサを有する第１の回路系と、
上記電気音響信号の低周波数帯域成分を機械的振動に変換する第２のトランスデューサを有する第２の回路系とを備え、
上記第１の回路系は、音量調節操作に応じて上記電気音響信号の音量を調節する第１の音量調節部を有し、
上記第２の回路系は、音量調節操作に応じて上記電気音響信号の音量を調節する第２の音量調節部を有し、
上記第２の音量調節部は、音量を小さくするときの音量の減衰量を上記第１の音量調節部が調節する音量の減衰量よりも少なく調節する電気音響変換器。
上記第２の回路系は、上記第２の音量調節部によって音量が調節された電気音響信号の低周波数帯域成分を強調する重低音強調部をさらに備える請求項１記載の電気音響変換器。
上記重低音強調部は、
上記第２の音量調節部によって音量が調節された電気音響信号の振動レベルを調節する振動レベル調節部と、
上記振動レベル調節部によって振動レベルが調節された電気音響信号の低周波数帯域成分を通過させるローパスフィルタと、
上記ローパスフィルタを通過した電気音響信号からエッジ成分を検出するエッジ検出部と、
上記エッジ検出部によって検出されたエッジ成分を強調するエッジ強調部と、
上記エッジ強調部からの出力を任意の割合で上記ローパスフィルタを通過した電気音響信号に加算するビート調整部と
を有する請求項２記載の電気音響変換器。
上記音量調節操作に応じて上記第１の音量調節部及び上記第２の音量調節部の音量調節動作を制御する音量調節制御部をさらに備え、
上記音量調節制御部は、音量設定レベルと上記電気音響信号の全周波数帯域及び低周波数帯域の音量との関係を示すパラメータを記憶するテーブルを有する請求項１記載の電気音響変換器。
入力された電気音響信号を音波に変換する第１のトランスデューサを有する第１の回路系と、
上記電気音響信号の低周波数帯域成分を機械的振動に変換する第２のトランスデューサを有する第２の回路系とを備え、
上記第２の回路系は、上記電気音響信号の音量が小さいとき、上記第１の回路系から入力される電気音響信号の音量よりも大きな音量を得るような圧縮特性を有するレベル圧縮部を有する電気音響変換器。
上記第２の回路系は、上記レベル圧縮部から出力された電気音響信号の低周波数帯域成分を強調する重低音強調部をさらに備える請求項５記載の電気音響変換器。
上記重低音強調部は、
上記第２の音量調節部によって音量が調節された電気音響信号の振動レベルを調節する振動レベル調節部と、
上記振動レベル調節部によって振動レベルが調節された電気音響信号の低周波数帯域成分を通過させるローパスフィルタと、
上記ローパスフィルタを通過した電気音響信号からエッジ成分を検出するエッジ検出部と、
上記エッジ検出部によって検出されたエッジ成分を強調するエッジ強調部と、
上記エッジ強調部からの出力を任意の割合で上記ローパスフィルタを通過した電気音響信号に加算するビート調整部と
を有する請求項６記載の電気音響変換器。
音量調節操作に応じて入力された電気音響信号の音量を調節する第１の音量調節部と、
上記第１の音量調節部によって音量が調節された電気音響信号を増幅する第１の増幅部と、
上記第１の増幅部によって増幅された電気音響信号を音波に変換する第１のトランスデューサを有し、ユーザの両耳に音波を伝えるスピーカと、
音量調節動作に応じて上記入力された電気音響信号の音量を調節する第２の音量調節部と、
上記第２の音量調節部によって音量が調節された電気音響信号の低周波数帯域成分を強調する重低音強調部と、
上記重低音強調部によって低周波数帯域成分が強調された電気音響信号を増幅する第２の増幅部と、
上記第２の増幅部によって増幅された電気音響信号を機械的振動に変換する第２のトランスデューサを有して振動する振動体と、
ユーザの頭部に装着され、上記振動体の振動に応じて振動するバンドと、
上記スピーカが内蔵され、上記振動体の振動に応じて振動する筐体とを備え、
上記第２の音量調節部は、音量調節操作に応じて音量を小さくするときの音量の減衰量を上記第１の音量調節部が調節する音量の減衰量よりも少なく調節するヘッドホン。
音量調節操作に応じて入力された電気音響信号の音量を調節する音量調節部と、
上記音量調節部によって音量が調節された電気音響信号を増幅する第１の増幅部と、
上記第１の増幅回路によって増幅された電気音響信号を音波に変換する第１のトランスデューサを有し、ユーザの両耳に音波を伝えるスピーカと、
上記音量調節部によって音量が調節された電気音響信号の音量が小さいとき、上記音量調節部から入力される電気音響信号の音量よりも大きな音量を得るような圧縮特性を有するレベル圧縮部と、
上記レベル圧縮部から出力された電気音響信号の低周波数帯域成分を強調する重低音強調部と、
上記重低音強調部によって低周波数帯域成分が強調された電気音響信号を増幅する第２の増幅部と、
上記第２の増幅部によって増幅された電気音響信号を機械的振動に変換する第２のトランスデューサを有して振動する振動体と、
ユーザの頭部に装着され、上記振動体の振動に応じて振動するバンドと、
上記スピーカが内蔵され、上記振動体の振動に応じて振動する筐体とを備えるヘッドホン。