JP2012078711A - 雑音能動低減方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】騒音やノイズ等の雑音能動低減方法及び装置を提供する。
【解決手段】
雑音能動低減方法及び装置は、第１オーディオ受信器により外部オーディオ信号を受信し、第１増幅器を介して外部オーディオ信号を増幅し、増幅後の外部オーディオ信号を駆動器を経させてオーディオ信号発生器を駆動し、内部オーディオ信号を発生する。該内部オーディオ信号（雑音）を第２増幅器にフィードバックし、増幅し、増幅後の該内部オーディオ信号を該駆動器内に伝送し、該外部オーディオ信号及び該内部オーディオ信号の信号強度が同一であるか、位相が相互に１８０度異なるか否かを判断し、位相が互いに１８０度異なると判断する場合、該オーディオ信号発生器が駆動されず、外部オーディオ信号（雑音）を低減する。
【選択図】図１

Description

本発明は、耳栓に関し、特にイヤホン式の可聴域での騒音やノイズ等の雑音能動低減方法及びその装置に関する。

可聴域での騒音やノイズ等の雑音は、人の聴力喪失を引き起こすよくある原因であり、実際に職業によりこれらの雑音に曝されている労働者だけでなく、現在は、一般人も日常生活において各種異なる雑音に曝されており、各種の異なる程度の聴力喪失を発生する可能性があるが、自覚していない。雑音(騒音、ノイズ)は、聴力に影響を及ぼすだけでなく、雑音は、心臓血圧の健康、睡眠の品質、更には、胎児の発育に影響を及ぼす。

抗雑音(騒音、ノイズ)のため、多くの業者は、相継いで各種の抗雑音装置を開発し、現存の雑音制御イヤホンは、２種に分けられ、１種は、耳カバー式であり、もう１種は、耳栓式である。耳カバー式イヤホンは、通常、体積が膨大な耳カバーを有し、携帯に不利である。耳栓式イヤホンは、台湾特許公報で既に公告された特許証書番号第Ｉ３１０１７７号(特許文献１)の雑音抑制装置及び方法があり、該装置は、殻体、複数の導管、音響センサ、スピーカ及び雑音制御回路から構成され、そのうち、導管は該殻体に接続し、外部の音響信号を該殻体に導入させるもので、更に、導管は該殻体に接続し、処理後の音響信号を外耳道に送り込むことに用いられる。
該音響センサは、殻体内に進入した音響信号（騒音や雑音であるノイズ信号を含む）を受信することに用いられる。該スピーカは、雑音制御回路が発生する電子信号を受信し、相反する音響信号を発生することに用いられ、該スピーカが発生する相反音響信号は、該殻体内の雑音信号と該殻体内で干渉オフセット作用を発生する。高周波の雑音信号は、該導管及び殻体が形成する低周波フィルタにより抑制されることができ、該雑音制御回路を経由し該スピーカに送る相反音響信号を発生し、殻体内の比較的低い周波数の雑音に対して、好適な雑音抑制効果を有する。２種の雑音抑制の効果を合成し、全周波数の抗雑音の目的を達成する。

上記の特許文献１の雑音制御装置及び方法は、雑音抑制効果を有するが、構造及び回路が比較的複雑であり、体積が大きく、長さが長く、耳に入る時、該イヤホン自身の外部に露出する面積が大きすぎ、長すぎ、使用者が装着し難く、且つ装着後に周囲に衝突し脱落を生じ易い。

台湾特許第Ｉ３１０１７７号公報 特開平０７−１００１６３号公報 特開２０００−２５３４７５号公報

従って、本発明の目的は、従来の欠陥を解決することにあるので、本発明の耳栓式の雑音低減イヤホンを新たに設計することにより、構造を簡単にし、体積を縮小し、耳にかける時、イヤホン殻体の外部に露出する体積を減少させ、使用者が装着し易く、外部の環境に適合し、影響を受けることがないようにすることである。

上記の目的を達成する為、本発明が提供する雑音能動低減方法は、
第１オーディオ受信器により外部オーディオ信号を受信し；
第１増幅器を介して外部オーディオ信号を増幅し；
増幅後の外部オーディオ信号を駆動器に経由し、オーディオ信号発生器を駆動し、内部オーディオ信号を発生し；
該内部オーディオ信号（雑音）を第２増幅器にフィードバックし、増幅し；
増幅後の該内部オーディオ信号を該駆動器内に伝送し；
該外部オーディオ信号及び該内部オーディオ信号の信号強度が同一であるか、位相が相互に１８０度異なるか否かを判断し、位相が互いに１８０度異なると判断する場合、該オーディオ信号発生器が駆動されず、外部オーディオ信号（騒音や雑音等のノイズ信号）を低減し；位相が１８０度異ならないと判断する場合、再び判断を持続することを含むものである。

すなわち、請求項１の発明は、雑音(ノイズ、騒音)能動低減方法であって、
ａ）外部オーディオ信号を受信し；
ｂ）外部オーディオ信号を増幅し；
ｃ）増幅後の外部オーディオ信号の駆動を経由させた後、オーディオ信号発生器を駆動し、内部オーディオ信号を発生し；
ｄ）該内部オーディオ信号を増幅後、該外部信号と比較判断を行い；
ｅ）該外部オーディオ信号及び該内部オーディオ信号の信号強度が同一であるか、位相が相互に１８０度異なるかを判断し、異なる場合は該オーディオ信号発生器を駆動せず、オーディオ信号を出力しないことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載の雑音能動低減方法であって、前記外部オーディオ信号を受信することが、第１オーディオ受信器によって受信することであって、該第１オーディオ受信器がマイクロフォンであることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１に記載の雑音能動低減方法であって、前記外部オーディオ信号を増幅することは、第１増幅器により増幅することであることを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１に記載の雑音能動低減方法であって、前記増幅後の外部オーディオ信号を駆動器によっての駆動を経由させた後、オーディオ信号発生器を駆動することを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項２に記載の雑音能動低減方法であって、前記内部オーディオ信号を第２増幅器により増大させ、該増幅したオーディオ信号は駆動器中に伝送され、該駆動器では外部オーディオ信号及び内部オーディオ信号の強度を比較して、両信号の強度が同一であり、且つ、位相が互いに１８０度異なるかを判断することを特徴とする。

上記の目的を達成する為、本発明が提供する雑音能動低減装置は、
外部オーディオ信号を受信する第１オーディオ受信器と、
該第１オーディオ受信器と電気接続し、第１オーディオ受信器が出力する外部オーディオ信号を増幅することに用いる第１増幅器と、
該第１増幅器と電気接続し、第１増幅器が増幅する外部オーディオ信号を受信する駆動器と、
該駆動器と電気接続し、駆動器が出力する信号を受信し、内部オーディオ信号（雑音(ノイズ)信号）出力を発生するオーディオ信号発生器と、
該オーディオ信号発生器及び該駆動器と電気接続し、オーディオ信号発生器が発生する内部オーディオ信号を増幅後、駆動器内部に伝達し、駆動器により外部オーディオ信号及び内部オーディオ信号の強度が同一であり、且つ位相差が１８０度の状況であるかを判断する、即ち、雑音低減作用を達成できる第２増幅器と、
各回路と電気接続し、各レベル回路が要する電源を提供する電源供給器とを含むものである。

すなわち、請求項６の発明は、雑音(騒音、ノイズ)能動低減装置であって、外部オーディオ信号を受信する第１オーディオ受信器と、該第１オーディオ受信器と電気接続し、第１オーディオ受信器１が出力する外部オーディオ信号を増幅する第１増幅器と、該第１増幅器と電気接続し、該第１増幅器が増幅する外部オーディオ信号を受信する駆動器と、該駆動器と電気接続し、駆動器が出力する信号を受信し、内部オーディオ信号（雑音(ノイズ)信号）出力を発生するオーディオ信号発生器と、
該オーディオ信号発生器及び該駆動器と電気接続し、オーディオ信号発生器が発生する内部オーディオ信号を増幅後に駆動器内部に伝達し、該駆動器により外部オーディオ信号及び内部オーディオ信号の強度が同一であり、且つ位相が１８０度異なると判断する時、オーディオ信号発生器が駆動されず、雑音低減作用を達成する第２増幅器とを含むことを特徴とする。

請求項７の発明は、請求項６に記載の雑音能動低減装置であって、前記第１オーディオ受信器がマイクロフォンであることを特徴とする。
請求項８の発明は、請求項６に記載の雑音能動低減装置であって、前記オーディオ信号発生器は、スピーカであることを特徴とする。
請求項９の発明は、請求項６の雑音能動低減装置において、電源供給器を含み、該電源供給器は各回路と電気接続し、各レベルの回路が必要な電源を提供し、且つ、該電源供給器が充電バッテリであることを特徴とする。
請求項１０の発明は、請求項６に記載の雑音能動低減装置であって、前記オーディオ信号発生器及び第２増幅器の間に第２オーディオ受信器を電気接続し、該第２オーディオ受信器はオーディオ信号発生器が発生する内部オーディオ信号を受信するとともに、該第２オーディオ受信器がマイクロフォンであることを特徴とする。

本発明の雑音能動低減方法及び装置によれば、従来の雑音低減方法及び装置の欠陥を解決するもので、耳栓式の騒音や雑音である雑音低減イヤホンであって、本発明の新たに設計により構造を簡単にし、体積を縮小し、耳にかける時、イヤホン殻体の外部に露出する体積を減少させ、使用者が装着し易く、外部の環境に衝突し、影響を受けることがないようにする。

本発明の雑音能動低減方法のフロー説明図である。 本発明の雑音能動低減装置の回路ブロック説明図である。 本発明の雑音能動低減装置の使用状態説明図である。 本発明の他の実施例の説明図である。

本発明の雑音能動低減方法及び装置の１実施例の詳細な説明及び技術的内容について、図面に合わせて以下に説明する。
図１は、本発明の雑音能動低減方法のフロー説明図である。図に示すように、本発明の雑音能動低減方法は、先ず、ステップ１００のように、第１オーディオ受信器により外部オーディオ信号を受信する。
ステップ１０２では、第１増幅器を介して外部オーディオ信号を増幅する。
ステップ１０４では、増幅後の外部オーディオ信号を駆動器に経由し、オーディオ信号発生器を駆動し、内部オーディオ信号を発生する。
ステップ１０６では、雑音の内部オーディオ信号（雑音(ノイズ)信号）を第２増幅器にフィードバックし、増幅する。
ステップ１０８では、増幅後の該内部オーディオ信号を該駆動器内に伝送する。
ステップ１１０では、該駆動器で該外部オーディオ信号及び該内部オーディオ信号の信号強度が同一であるか、位相が相互に１８０度異なるか否かを判断し、位相が互いに１８０度異なると判断する場合、ステップ１１２に進入し、該オーディオ信号発生器が駆動されず、外部オーディオ信号（雑音）を低減させ；位相が１８０度異ならないと判断する場合、ステップ１１０に戻り判断を持続する。

図２は、本発明の実施例１の雑音能動低減装置の回路ブロック説明図である。図に示すように、本発明の実施例１の雑音能動低減装置は、第１オーディオ受信器１と、第１増幅器２と、駆動器３と、オーディオ信号発生器４と、第２増幅器５と、電源供給器６とから構成されている。
該第１オーディオ受信器１は、全方向性のマイクロフォンであり、可聴域での騒音や雑音の外部オーディオ信号を受信する。

該第１増幅器２は、該第１オーディオ受信器１と電気接続し、第１オーディオ受信器１が出力する外部オーディオ信号を増幅することに用いられる。
該駆動器３は、該第１増幅器２と電気接続し、第１増幅器２が増幅する外部オーディオ信号を受信し、内部オーディオ信号と判断を行い、両信号が同一であり、且つ位相が互いに１８０度異なるか否かを判断し、この結果により前記駆動器３を稼働させ、雑音を低減する作用を達成する。
該オーディオ信号発生器４は、該駆動器３と電気接続し、駆動器３が出力する信号を受信し、雑音(ノイズ)の内部オーディオ信号出力を発生する。本実施例１において、該オーディオ信号発生器４はスピーカである。

前記第２増幅器５は、前記オーディオ信号発生器４及び前記駆動器３とに電気接続し、オーディオ信号発生器４が発生する内部オーディオ信号を増幅後、この増幅された信号を前記駆動器３内部に伝達し、駆動器３により外部オーディオ信号及び内部オーディオ信号の強度が同一であり、且つ、位相差が１８０度の状況であるかを判断するが、この結果により前記駆動器３を稼働させ、雑音低減作用を達成できる。
前記電源供給器６は、各回路と電気接続し、前記電源供給器６から各レベル回路が要する電源を提供する。本実施例１において、該電源供給器６は、充電バッテリである。

本発明の雑音能動低減装置は、使用時に、先ず、第１オーディオ受信器１により外部オーディオ信号を受信した後、該第１増幅器２を介して外部オーディオ信号を増幅し、増幅後の外部オーディオ信号を駆動器３に経由し、オーディオ信号発生器４を駆動し、オーディオ信号発生器４で内部オーディオ信号を発生し、雑音の内部オーディオ信号を第２増幅器５を介して増幅した後、増幅後の該内部オーディオ信号を該駆動器３内部に伝送し、この時、駆動器３は、該外部オーディオ信号及び該内部オーディオ信号の信号強度が同一であるか、位相が相互に１８０度異なるか否かを判断し、位相が互いに１８０度異なると判断する場合、該オーディオ信号発生器４に如何なる信号も出力させず、即ち、雑音低減の効果を達成することができる。

図３は、本発明の本実施例１の雑音能動低減装置の使用状態の説明図である。図に示すように、本実施例１の雑音能動低減装置は極めて小型にすることができ、内栓式イヤホン殻体８内部に、オーディオ受信器１(２)であるマイクロフォン、増幅器２,５・駆動器３・オーディオ信号発生器4等の電子回路、電源供給器６である電池等の部材を全てを耳栓内に組み込んで、使用者が耳９を塞栓して使用すればよい。この耳栓式のイヤホン殻体８は極めて小型にすることができので、ワイヤー等も無く、外部露出面積も少なく、外部環境の影響を受けて脱落しない。また、小型で一体であるので、耳への装着や移動先への携帯にも極めて便利である。
なお、場合によっては、上述した耳栓として全てを一体にした構成にしなくても、マイクロフォン、増幅器２,５・駆動器３・オーディオ信号発生器4等の電子回路、電源供給器６である電池等を適宜に選択して別体装置にし、この別体装置からイヤホン殻体８のスピーカーを無線で駆動するようにしてもよい。

図４は、本発明の他の実施例２の説明図である。図に示すように、本実施例２は、上記の実施例２と略同一であり、異なる箇所は、該オーディオ信号発生器４及び第２増幅器５の間に第２オーディオ受信器７を電気接続し、オーディオ信号発生器４が発生する内部オーディオ信号を受信し、第２増幅器５で増幅して駆動器３に伝達している。本実施例２において、該第２オーディオ受信器７は、マイクロフォンである。
更に、本発明の雑音(ノイズ)を能動的に低減させる方法及び装置は、内栓式イヤホン殻体内部に装着するものであり、使用者に耳に塞栓して使用させる。

なお、本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない均等の範囲内で各種の変動や潤色を加えることができることは勿論である。

１００〜１１２ ステップ
１ 第１オーディオ受信器
２ 第１増幅器
３ 駆動器
４ オーディオ信号発生器
５ 第２増幅器
６ 電源供給器
７ 第２オーディオ受信器
８ イヤホン殻体
９ 耳(人体)

Claims (10)

1. ａ）外部オーディオ信号を受信し；
   ｂ）外部オーディオ信号を増幅し；
   ｃ）増幅後の外部オーディオ信号の駆動を経由させた後、オーディオ信号発生器を駆動し、内部オーディオ信号を発生し；
   ｄ）該内部オーディオ信号を増幅後、該外部信号と比較判断を行い；
   ｅ）該外部オーディオ信号及び該内部オーディオ信号の信号強度が同一であるか、位相が相互に１８０度異なるかを判断し、異なる場合は該オーディオ信号発生器が駆動されず、オーディオ信号を出力しないことを特徴とする雑音能動低減方法。
2. 前記外部オーディオ信号を受信することが、第１オーディオ受信器によって受信することであって、該第１オーディオ受信器がマイクロフォンであることを特徴とする請求項１に記載の雑音能動低減方法。
3. 前記外部オーディオ信号を増幅することは、第１増幅器により増幅することであることを特徴とする請求項１に記載の雑音能動低減方法。
4. 前記増幅後の外部オーディオ信号を駆動器によっての駆動を経由させた後、オーディオ信号発生器を駆動することを特徴とする請求項１に記載の雑音能動低減方法。
5. 前記内部オーディオ信号を第２増幅器により増大させ、該増幅したオーディオ信号は駆動器中に伝送され、該駆動器では外部オーディオ信号及び内部オーディオ信号の強度を比較して、両信号の強度が同一であり、且つ、位相が互いに１８０度異なるかを判断することを特徴とする請求項２に記載の雑音能動低減方法。
6. 外部オーディオ信号を受信する第１オーディオ受信器と、
   該第１オーディオ受信器と電気接続し、第１オーディオ受信器１が出力する外部オーディオ信号を増幅する第１増幅器と、
   該第１増幅器と電気接続し、該第１増幅器が増幅する外部オーディオ信号を受信する駆動器と、
   該駆動器と電気接続し、駆動器が出力する信号を受信し、内部オーディオ信号出力を発生するオーディオ信号発生器と、
   該オーディオ信号発生器及び該駆動器と電気接続し、オーディオ信号発生器が発生する内部オーディオ信号を増幅後に駆動器内部に伝達し、該駆動器により外部オーディオ信号及び内部オーディオ信号の強度が同一であり、且つ位相が１８０度異なると判断する時、オーディオ信号発生器が駆動されず、雑音低減作用を達成する第２増幅器と、
   を含むことを特徴とする雑音能動低減装置。
7. 前記第１オーディオ受信器がマイクロフォンであることを特徴とする請求項６に記載の雑音能動低減装置。
8. 前記オーディオ信号発生器は、スピーカであることを特徴とする請求項６に記載の雑音能動低減装置。
9. 請求項６の雑音能動低減装置において、電源供給器を含み、該電源供給器は各回路と電気接続し、各レベルの回路が必要な電源を提供し、且つ、該電源供給器が充電バッテリであることを特徴とする請求項６に記載の雑音能動低減装置。
10. 前記オーディオ信号発生器及び第２増幅器の間に第２オーディオ受信器を電気接続し、該第２オーディオ受信器はオーディオ信号発生器が発生する内部オーディオ信号を受信するとともに、該第２オーディオ受信器がマイクロフォンであることを特徴とする請求項６に記載の雑音能動低減装置。

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