JP2012074805A - ヘッドホン装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ヘッドホン装置において、ケーブルが衣類や靴等に触れたり、擦れることによって生じる振動によって、外部の騒音やノイズを正確にキャンセルすることができなくなることを防止することができるヘッドホン装置を提供する。
【解決手段】 内部が空洞で前方が開口したハウジングと、ハウジングの前端に固着するフランジと、内部にリード線を備え、一端に入力端子を備えるケーブルと、騒音及びノイズを集音し騒音ノイズ信号を出力するマイクロフォンと、振動を検出し振動信号を出力する振動検出部と、入力端子が入力したオーディオ信号を入力すると共に、騒音ノイズ信号から振動信号を除いた信号を算出し当該算出した信号の位相を反転する信号処理部と、信号処理部から出力されたオーディオ信号及び位相を反転した信号を放音する振動板を有するドライバーユニットとを備え、マイクロフォンは、弾性を有する弾性体によってハウジングの内部に固着されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ケーブルを介して再生装置と接続し、再生装置から出力されたオーディオ信号を出力するヘッドホン装置に関する。

従来のヘッドホン装置として、ケーブルを介して再生装置と電気的に接続し、再生装置から出力されたオーディオ信号を出力するヘッドホン装置が知られている。

また、近年では、外部の騒音やノイズをマイクロフォンによって集音し、この集音した騒音信号の位相を反転してオーディオ信号と共に出力することによって外部の騒音やノイズをキャンセルするヘッドホンが知られている（例えば、特許文献１参照）。

通常のヘッドホン装置の場合は、使用者がヘッドホン装置を装着してオーディオ信号を聴取しようとする場合、外部で騒音やノイズが発生していると、その騒音やノイズがヘッドホン内部に伝達してしまい、オーディオ信号と共に外部のノイズや騒音が使用者の耳に伝達してしまうため、聴取するオーディオ信号の音質が劣化してしまう。しかしながら、前述したような外部の騒音をキャンセルするヘッドホン装置によれば、ヘッドホン装置内部に固定されたマイクロフォンによって外部の騒音やノイズの信号を集音し、集音した騒音やノイズの信号の位相を反転させた信号をオーディオ信号と共に出力することにより、外部の騒音やノイズの信号が当該位相反転した信号によって打ち消されるため、使用者は、外部の騒音やノイズが排除された良好な音質でオーディオ信号を聴取することができる。

特開２００９−２７８１６６号公報

前述したような外部の騒音やノイズをキャンセルするヘッドホン装置を聴取する使用形態としては、例えば、洋服のポケット等に再生装置を入れた状態で、再生装置からオーディオ信号を再生させ、ケーブルを介して再生装置が再生したオーディオ信号をヘッドホン装置によって聴取することがある。このように、ヘッドホン装置の使用者が、洋服のポケット等に再生装置を入れ、ヘッドホン装置を耳に装着した状態で、ヘッドホン装置から出力されるオーディオ信号を聴取している場合、ケーブルが衣類や靴等に接触したり、また、擦れたりすることがある。ケーブルが衣類や靴等に接触したり擦れたりすると、ケーブルに振動が発生し、この振動がヘッドホン装置の内部の集音用のマイクロフォンにも伝達してしまう。このように、ケーブルが衣類や靴等に接触したり擦れたりしたことによって生じた振動がマイクロフォンに伝達してしまうと、外部の騒音やノイズと共に伝達された振動が混同してマイクロフォンに入力され、外部の騒音やノイズに対して正確に位相を反転させた信号を出力することができなくなってしまい、外部の騒音やノイズをキャンセルする効果が悪化してしまったり、使用者の聴取するオーディオ信号の音質を外部の騒音やノイズの影響よりも更に悪化させてしまう虞がある。

本発明は、ケーブルを介して再生装置と電気的に接続し、再生装置から出力されたオーディオ信号を出力するヘッドホン装置において、ケーブルが衣類や靴等に触れたり、擦れることによって生じる振動によって、外部の騒音やノイズを正確にキャンセルすることができなくなることを防止することができるヘッドホン装置を提供することを目的とする。

本願の請求項１記載の発明は、ケーブルを介して入力端子に入力されたオーディオ信号を出力するヘッドホン装置において、内部が空洞で前方が開口したハウジングと、前記ハウジングの前端に固着するフランジと、内部にリード線を備え、一端に入力端子を備えるケーブルと、周囲の騒音及びノイズを集音し騒音ノイズ信号を出力するマイクロフォンと、振動を検出し振動信号を出力する振動検出部と、前記ケーブルの前記入力端子の他端から突出した前記リード線に電気的に接続し前記入力端子が入力したオーディオ信号を入力すると共に、前記マイクロフォンから入力された騒音ノイズ信号と前記振動検出部から入力された振動信号に基づいて前記騒音ノイズ信号から振動信号を除いた信号を算出し当該算出した信号の位相を反転する信号処理部と、前記フランジに固着し前記信号処理部と電気的に接続し前記信号処理部から出力されたオーディオ信号及び前記位相を反転した信号を放音する振動板を有するドライバーユニットとを備え、前記マイクロフォンは、弾性を有する弾性体によって前記ハウジングの内部に固着されていることを特徴とする。

本願の請求項２記載の発明は、請求項１記載のヘッドホン装置において、前記ヘッドホン装置は、前記マイクロフォンを複数備えることを特徴とする。

本願の請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のヘッドホン装置において、前記弾性体は、前記マイクロフォンを固着する後方の中央部分が内周から外周に亘って傾斜した傾斜部を備えることを特徴とする。

本願の請求項４記載の発明は、請求項１乃至３記載のヘッドホン装置において、前記弾性体はシリコンゴム部材から成ることを特徴とする。

本発明によれば、ケーブルを介して再生装置と電気的に接続し、再生装置から出力されたオーディオ信号を出力するヘッドホン装置において、ケーブルが衣類や靴等に触れたり、擦れることによって生じる振動によって、外部の騒音やノイズを正確にキャンセルすることができなくなることを防止することができるヘッドホン装置を提供することができる。

本発明の一実施例のヘッドホン装置を示す概略構成図。 本実施例のヘッドホン装置１を示す断面図。 本実施例のヘッドホン装置１を示す断面図。

本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。なお、従来技術で示した構成要素と同一の部分については同符号を用いる。

図１は、本発明の一実施例のヘッドホン装置を示す概略構成図である。
ヘッドホン装置１は、それぞれ２つのハウジング２及びヘッドパッド４を備え、それぞれのハウジング２は、ケーブル６によって入力端子８に接続される。ケーブル６は、内部に後述するリード線を備える。入力端子８は、再生装置１０の出力端子１１に接続される。再生装置１０は、オーディオ信号を再生し、再生したオーディオ信号を出力端子１１から出力する。

図２は、本実施例のヘッドホン装置１を示す断面図である。
ヘッドホン装置１は、前述したハウジング２、ヘッドパッド４及びケーブル６の他に、フランジ３、基板５、ドライバーユニット７、ボス１３、信号処理部１５、振動検出部１６、第１のマイクユニット１００及び第２のマイクユニット２００を備える。
図２に示すヘッドホン装置１においては、左方向をヘッドホン装置１の前方とし、上方向をヘッドホン装置１の上方とする。

図２に示すように、ハウジング２は、内部が空洞で前方が開口した半球型を形成し、後方に前後に貫通する孔２０１を備え、当該孔２０１の周囲に前後に貫通する複数の孔２０２を備える。フランジ３は、中央部が後方に窪んだ円盤型を形成し略中央に前後に貫通する孔３０１を備える。フランジ３は、後面の外周部分が接着剤等によりハウジング２の前端に固着される。

ヘッドパッド４は、軟性の高いゴム部材等の弾性体により円筒型に形成され、裏面がフランジ３の前方の外周部分に接着剤等により固着される。

ドライバーユニット７は、前方に図示しない振動板を備え、前面の外周部分がハウジング２の後面の孔２０１の外周部分に接着剤等により固着される。このときドライバーユニット７は、ハウジング２の孔２０１から前方に露呈した状態となる。基板５は、板状を形成し、ドライバーユニット７の後方に配設される。基板５は、ハウジング２の後面に図示しないネジ等によって固定されたボス１３に、図示しないネジ等によって固定され、このことにより、ハウジング２に固定された状態となる。ドライバーユニット７は、リード線７０１によって基板５に電気的に接続される。信号処理部１５は、基板５の後面に半田付け等により固定され、基板５と電気的に接続される。

ケーブル６は、一端がハウジング２の孔２０１を介してハウジング２の内部に挿入され、このハウジング２の内部で結び目６０１を形成する。ケーブル６は、この結び目６０１によってハウジング２の内部から下方に脱落しないように成されている。ハウジング２の内部で結び目６０１が形成されたケーブル６の一端からは、リード線６０２が突出した状態となる。リード線６０２は、基板５に電気的に接続される。

第１のマイクユニット１００及び第２のマイクユニット２００は、それぞれマイクロフォン９、円筒部１２及び弾性体１４を備える。円筒部１２は、凹部１２１を備え、凹部１２１の外周の先端部分に内周から外周に亘って傾斜した傾斜部１２２を備える。弾性体１４は、シリコンゴム部材から成り、凹部１２１の内部に接着剤等により固着される。弾性体１４は、先端部分に内周から外周に亘って傾斜した傾斜部１２２を備える。円筒部１２の傾斜部１２２と弾性体１４の傾斜部１４１は、略同一面を形成するように配設される。

マイクロフォン９は、弾性体１４の先端の略中央部分に接着剤等により固着される。マイクロフォン９は、先端部分に集音部９０２を備え、この集音部９０２は弾性体１４から突出するよう配設される。

第１のマイクユニット１００は、ハウジング２の内側に配設され、円筒部１２の底面が基板５の後面に接着剤等により固着される。第２のマイクユニット２００は、ヘッドパッド４とフランジ３の内部に配設され、円筒部１２の底面がフランジ３の前面に接着剤等により固着される。第１のマイクユニット１００及び第２のマイクユニット２００のそれぞれのマイクロフォン９は、それぞれリード線９０１によって弾性体１４及び円筒部１２を介して基板５に電気的に接続される。

振動検出部１６は、ハウジング２の内壁に固着される。振動検出部１６は、ハウジング２に生じる振動を検出し、検出した振動を振動信号としてリード線１６１を介して信号処理部１５に入力する。

図１及び図２に示すように、ヘッドホン装置１は、再生装置１０の出力端子１１から出力されるオーディオ信号を入力端子８によって入力する。入力端子８から入力されたオーディオ信号は、ケーブル６を介して基板５に入力される。

第１のマイクユニット１００は、マイクロフォン９の集音部９０２によって、ハウジング２の孔２０２から入力されるハウジング２の周囲の騒音やノイズを集音し、集音した音波を騒音ノイズ信号に変換する。第１のマイクユニット１００のマイクロフォン９により変換された信号は、第１の騒音ノイズ信号として、リード線９０１及び基板５を介して信号処理部１５に入力される。

第２のマイクユニット２００は、マイクロフォン９の集音部９０２によって、ハウジング２の孔２０２から入力されるヘッドパッド４とフランジ３の内部の騒音やノイズを集音し、集音した音波を騒音ノイズ信号に変換する。第１のマイクユニット１００のマイクロフォン９により変換された信号は、第２の騒音ノイズ信号として、リード線９０１及び基板５を介してそれぞれ信号処理部１５に入力される。

信号処理部１５は、リード線６０２及び基板５を介して入力された再生装置１０からのオーディオ信号をドライバーユニット７に出力する。ドライバーユニット７は、リード線７０１及び基板５を介して信号処理部１５から出力されたオーディオ信号を放音する。

信号処理部１５は、第１のマイクユニット１００から入力された第１の騒音ノイズ信号、第２のマイクユニット２００から入力された第２の騒音ノイズ信号及び振動検出部１６から入力した振動信号に基づいて、先ず、第１の騒音ノイズ信号と第２の騒音ノイズ信号の論理和（ＯＲ）となる信号を合算騒音ノイズ信号として算出し、次に、算出した合算騒音ノイズ信号の内から振動信号を除いた信号を包括騒音ノイズ信号として算出する。

信号処理部１５は、算出した包括騒音ノイズ信号の位相を反転した後、この位相を反転した包括騒音ノイズ信号をドライバーユニット７に出力する。ドライバーユニット７は、信号処理部１５から出力された位相が反転された騒音ノイズ信号を放音する。

図３は、本実施例のヘッドホン装置１を示す断面図である。
図３に示すヘッドホン装置１においては、左方向をヘッドホン装置１の前方とし、上方向をヘッドホン装置１の上方とする。

ヘッドホン装置１の使用者は、ヘッドパッド４を耳に装着し、例えば、洋服のポケット等に再生装置１０を入れた状態で、再生装置１０からオーディオ信号を再生させる。このことにより、再生装置が再生したオーディオ信号が入力端子８、ケーブル６、信号処理部１５及び基板５を介してドライバーユニット７によって放音され、この放音されたオーディオ信号がフランジ３及びヘッドパッド４の内部に伝達する。これにより、ヘッドパッド４を装着した使用者の耳にオーディオ信号が伝達し、使用者は、ヘッドホン装置１から出力されるオーディオ信号を聴取する。

このとき、第１のマイクユニット１００によってハウジング２の周囲の騒音やノイズを集音し、集音した騒音やノイズを第１の騒音ノイズ信号として信号処理部１５に入力し、また、第２のマイクユニット２００によってヘッドパッド４とフランジ３の内部の騒音やノイズを集音し、集音した騒音やノイズを第２の騒音ノイズ信号として信号処理部１５に入力し、更に、振動検出部１６によって検出した振動を振動信号として信号処理部１５に入力し、この入力された第１の騒音ノイズ信号、第２の騒音ノイズ信号及び振動信号に基づいて、第１の騒音ノイズ信号と第２の騒音ノイズ信号の論理和（ＯＲ）となる信号を合算騒音ノイズ信号として算出し、この算出した合算騒音ノイズ信号の内から振動信号を除いた信号を包括騒音ノイズ信号として算出し、算出した包括騒音ノイズ信号の位相を反転させた信号をオーディオ信号と共にドライバーユニット７から放音することにより、ハウジング２に生じた振動を除いた外部の騒音やノイズの信号が包括騒音ノイズ信号の位相を反転した信号によって打ち消されるため、使用者は、外部の騒音やノイズが排除された良好な音質でオーディオ信号を聴取することができる。

前述したように、ヘッドホン装置１の使用者が、例えば、洋服のポケット等に再生装置を入れ、ヘッドホン装置１を耳に装着した状態で、ヘッドホン装置１から出力されるオーディオ信号を聴取している場合、ケーブル６が衣類や靴等に接触したり、また、擦れたりすると、ケーブル６に振動が発生する。ケーブル６に生じた振動は、ハウジング２に伝達し、このハウジング２に伝達した振動がボス１３を介して基板５にも伝達する。この基板５に伝達した振動は、マイクロフォン９を保持した円筒部１２にも伝達するが、マイクロフォン９と円筒部１２の間には弾性体１４が介在しているため、この弾性体１４の弾性力により、円筒部１２に伝達した振動を減衰させ、ケーブル６に生じた振動がマイクロフォン９に伝達するのを防止する。

また、本実施例のヘッドホン装置１は、図２に示すように、マイクロフォン９を保持する弾性体１４の後方部分が内周から外周に亘って前方に傾斜し、また、弾性体１４を保持する円筒部１２の後方部分が内周から外周に亘って前方に傾斜していることから、円筒部１２及び弾性体１４に伝達したケーブル６からの振動が空間を介してマイクロフォン９の集音部９０２に伝達してしまうことを防止する。このことにより、ケーブル６に大きな振動が発生したり、また、ハウジング２に大きな振動が生じた場合でも、この振動が円筒部１２や弾性体１４を介してマイクロフォン９の集音部９０２に入力されてしまうことを防止することができる。

更に、本実施例のヘッドホン装置１は、ケーブル６が衣類や靴等に接触したり、また、擦れたりしてケーブル６に発生した振動が第１のマイクユニット１００及び第２のマイクユニット２００の弾性体１４に伝達し、この伝達した振動が弾性体１４の減衰力によっても完全に減衰できずに第１のマイクユニット１００及び第２のマイクユニット２００のマイクロフォン９に伝達してしまった場合でも、振動検出部１６によってハウジング２に生じた振動を検出し、第１のマイクユニット１００及び第２のマイクユニット２００が集音した合算騒音ノイズ信号の内から振動検出部１６が検出した振動信号を除いた信号を包括騒音ノイズ信号として算出し、算出した包括騒音ノイズ信号の位相を反転させた信号をオーディオ信号と共にドライバーユニット７から放音することにより、弾性体１４の減衰力によっても完全に振動が減衰できずにマイクロフォン９に振動が伝達してしまった場合でも、周囲の騒音やノイズの信号に対して正確に位相を反転した信号を出力させることができず、外部の騒音やノイズをキャンセルする効果が悪化してしまったり、使用者の聴取するオーディオ信号の音質を外部の騒音やノイズの影響よりも更に悪化させてしまうことを一層防止することができる。

本実施例のヘッドホン装置１は、第１のマイクユニット１００及び第２のマイクユニット２００をそれぞれ基板５及びフランジ３に固着する構成とし、また、振動検出部１６をハウジング２の内壁に固着する構成としたが、第１のマイクユニット１００、第２のマイクユニット２００及び振動検出部１６を固着する位置としては、外部の騒音やノイズをマイクロフォン９により集音でき、また、振動検出部１６によって振動を検出できる位置であれば、ヘッドホン装置１のいずれの箇所に固着する構成として良い。これにより、外部の騒音やノイズを集音できる位置を任意に設定することができる。

本実施例のヘッドホン装置１は、ハウジング２の内部に基板５を備える構成としたが、ケーブル６から入力される再生装置１０からのオーディオ信号、第１のマイクユニット１００及び第２のマイクユニット２００から入力される騒音ノイズ信号を信号処理部１５に直接入力し、この信号処理部１５からオーディオ信号及び位相を反転した騒音ノイズ信号をドライバーユニット７に出力できる場合は、基板５を備えない構成としても良い。この場合、信号処理部１５は、ハウジング２又はフランジ３によって固定する構成とする。このことにより、基板５の清算コストを削減でき、ヘッドホン装置１の製造コストを低減することができる。

本実施例のヘッドホン装置１は、第１のマイクユニット１００及び第２のマイクユニット２００の２つのマイクユニットを備える構成としたが、１つのマイクロユニットのみで騒音やノイズを除去できるのであれば、どちらか一方のマイクユニットのみ備える構成としても良いし、また、マイクロユニットを３以上備える構成としても良い。

本発明は、ケーブルを介して再生装置と接続し、再生装置から出力されたオーディオ信号を出力するヘッドホン装置に有用に用いることができる。

１ ヘッドホン装置、２ ハウジング、２０１ 孔、２０２ 孔、
３ フランジ、３０１ 孔、４ ヘッドパッド、５ 基板、
６ ケーブル、６０１ 結び目、６０２ リード線、
７ ドライバーユニット、７０１ リード線、８ 入力端子、
９ マイクロフォン リード線、９０２ 集音部、１０ 再生装置、
１１ 出力端子、１２ 円筒部、１２１ 凹部、１２２ 傾斜部、１３ ボス、
１４ 弾性体、１４１ 傾斜部、１５ 信号処理部、
１６ 振動検出部、１６１ リード線、
１００ 第１のマイクユニット、２００ 第２のマイクユニット

Claims (4)

1. ケーブルを介して入力端子に入力されたオーディオ信号を出力するヘッドホン装置において、
   内部が空洞で前方が開口したハウジングと、
   前記ハウジングの前端に固着するフランジと、
   内部にリード線を備え、一端に入力端子を備えるケーブルと、
   周囲の騒音及びノイズを集音し騒音ノイズ信号を出力するマイクロフォンと、
   振動を検出し振動信号を出力する振動検出部と、
   前記ケーブルの前記入力端子の他端から突出した前記リード線に電気的に接続し前記入力端子が入力したオーディオ信号を入力すると共に、前記マイクロフォンから入力された騒音ノイズ信号と前記振動検出部から入力された振動信号に基づいて前記騒音ノイズ信号から振動信号を除いた信号を算出し当該算出した信号の位相を反転する信号処理部と、
   前記フランジに固着し前記信号処理部と電気的に接続し前記信号処理部から出力されたオーディオ信号及び前記位相を反転した信号を放音する振動板を有するドライバーユニットとを備え、
   前記マイクロフォンは、弾性を有する弾性体によって前記ハウジングの内部に固着されていることを特徴とするヘッドホン装置。
2. 請求項１記載のヘッドホン装置において、
   前記ヘッドホン装置は、前記マイクロフォンを複数備えることを特徴とするヘッドホン装置。
3. 請求項１または２記載のヘッドホン装置において、
   前記弾性体は、前記マイクロフォンを固着する後方の中央部分が内周から外周に亘って傾斜した傾斜部を備えることを特徴とするヘッドホン装置。
4. 請求項１乃至３記載のヘッドホン装置において、
   前記弾性体はシリコンゴム部材から成ることを特徴とするヘッドホン装置。

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