JP2012133252A - 音声信号出力装置、スピーカ装置、音声出力装置、音声信号出力方法 - Google Patents

Abstract

【課題】音圧規制に対応するプレーヤ（音声信号出力装置）及びイヤホン（スピーカ装置）において、ノイズキャンセル動作が適切に実行されるようにする。
【解決手段】プレーヤ側は主音声信号（再生音楽等）とノイズキャンセル信号の合成及び信号増幅を行って、接続されたスピーカ装置に対する出力音声信号を生成する際に、主音声信号については音圧制限のための出力制限処理を施し、ノイズキャンセル信号については出力制限処理を行わない。またスピーカ装置側では、ノイズキャンセル機能対応時には感度が高くなるようにし、ノイズキャンセル動作が適切に実行されるようにする。一方、ノイズキャンセル機能を持たないプレーヤ接続時には、出力音声信号経路に抵抗が挿入されて低感度となるようにする。
【選択図】図７

Description

本発明は、音声信号出力装置、スピーカ装置、音声出力装置、音声信号出力方法に関し、例えば音楽再生装置等の音声信号出力装置と、イヤホン／ヘッドホン等のスピーカ装置に関する。

特開２００８−９１２５５号公報 特開平１１−１１０７０４号公報 特開２０１０−１１１１７号公報

例えば、オーディオプレーヤ、メディアプレーヤ等と呼ばれる携帯型の再生装置で音楽等を楽しむことが通常なされている。
ここで現在、オーディオプレーヤでの音楽等の再生に関して、難聴対策のため再生音圧を規制するような動きがある。例えば再生時最大８５ｄＢSPLを超えない、などである。
このため、プレーヤ及びヘッドホン（イヤホン）製造業者は、それぞれプレーヤのアンプ部の再生電圧や、ヘッドホン（イヤホン）の感度を制限することで、この規制を守っている。

携帯型オーディオプレーヤは、一般にイヤホン等を接続して再生音声を聴くが、オーディオプレーヤとイヤホンの組み合わせはユーザにとって任意である。通常、オーディオプレーヤとイヤホンは、同梱されて販売されることが多いが、ユーザは、購入したオーディオプレーヤに対して、他のイヤホンを接続して使用してもよい。また、オーディオプレーヤに同梱されたイヤホンを、他のオーディオプレーヤでの再生時に使用することもできる。

ここで、上記のように、オーディオプレーヤ側でのアンプ部の再生電圧制限設定と、イヤホン側の感度の制限の両方がなされていれば、ユーザ側でどのような組み合わせて使用されても、音圧規制を守った使用状態を提供できる。

ところで近年、ノイズキャンセル機能を備えたプレーヤシステムが知られている。これを図１５（ａ）で簡単に説明する。
図１５（ａ）では、オーディオプレーヤ側の構成として、ノイズキャンセル信号生成部２０１、合成回路２０２、アンプ２０３を示している。またイヤホン側の構成としてスピーカ１０１及びマイクロホン１００を示している。

ユーザの耳ＥＲに装着されるイヤホン側では、スピーカ１０１から再生音楽等の音声出力を行うが、ユーザの周囲の外来ノイズＮＺを集音するためのマイクロホン１００が設けられている。

オーディオプレーヤ側では、イヤホン側のマイクロホン１００で集音された外来ノイズの集音信号ＳNZがノイズキャンセル信号生成部２０１に供給され、ノイズキャンセル信号ＳNCが生成される。例えばノイズキャンセル信号ＳNCは、集音信号ＳNZを逆相とした信号である。
合成回路２０２では、図示しない再生系で再生されたオーディオ信号ＳA（主音声信号）と、ノイズキャンセル信号ＳNCを合成する。
そしてこの合成された信号が、アンプ２０３で増幅され、スピーカ１０１へ供給する出力音声信号とされる。
この出力音声信号は、オーディオ信号ＳAとノイズキャンセル信号ＳNCの合成信号となる。そのため、ノイズキャンセル信号ＳNCと外来ノイズＮＺがユーザの耳内の空間で打ち消しあい、ユーザの聴覚には、外来ノイズＮＺの成分が大きく低減された状態でオーディオ信号ＳAが聞こえることとなる。

ところが、上述のような音圧規制に対応する構成を採ると、このようなノイズキャンセル機能が十分に働かなくなる。
図１５（ｂ）に示すが、音圧規制に対応する場合、例えばアンプ２０３でゲイン制限を行う。またスピーカ１０１も感度が低いものとする。
この場合、合成回路２０２で合成されたオーディオ信号ＳAとノイズキャンセル信号ＳNCは、アンプ２０３でのゲイン制限、及びスピーカ１０１の感度低下によって、振幅が制限された信号となって、ユーザの耳に達する。
オーディオ信号ＳAについては、音圧制限を守った音圧としてユーザの聴覚に届くものとなり難聴対策に適したものとなる。
ところが、ノイズキャンセル信号ＳNCが振幅制限されると、外来ノイズＮＺを打ち消す機能が低下する。つまり、オーディオ信号ＳAとともに、外来ノイズＮＺに対する逆相信号までもが振幅制限されることで、外来ノイズＮＺが十分に打ち消されず、ノイズＮＺｐが残る。ユーザの聴覚からいえば比較的外来ノイズの多い状態でオーディオ信号ＳAが聞こえることとなる。
つまり、本来ノイズキャンセリングを行うために出力すべき大きさのノイズキャンセル波形を空間再生できないため、結果的にノイズキャンセル性能が落ちることになる。例えば大きな騒音に対応する大きなノイズキャンセル信号音を再生しようとしても、出力制限が掛っているためそれができず、ノイズの空間相殺が不十分となり、また、これは歪み・異音として現れやすくなり、結果、ユーザは不利益を被る。

このように、音圧規制によってユーザの健康維持を図るようにすると、ノイズキャンセル機能を低下させてしまうことになり、ユーザに品質の良い音楽聴取状態を提供できないといった問題が生ずる。
そこで本発明では、難聴防止を目的とする音楽の再生音圧規制を守りつつ、同時にノイズキャンセル性能を高め、ユーザに騒音下でも快適に音楽等を聞くことができるようにすることを目的とする。

本発明の音声信号出力装置は、接続されたスピーカ装置に設けられたマイクロホンによる集音信号から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生成部と、主音声信号と上記ノイズキャンセル信号の合成及び信号増幅を行って、接続されたスピーカ装置に対する出力音声信号を生成する際に、上記主音声信号については音圧制限のための出力制限処理を施し、上記ノイズキャンセル信号については上記出力制限処理を行わないようにした音声信号出力処理部とを備える。

例えば接続されたスピーカ装置が、上記マイクロホンによる集音信号を出力する構成のノイズキャンセル対応スピーカ装置であるか否かを検出する接続検出部をさらに備え、また上記音声信号出力処理部は、上記主音声信号に対してゲイン処理を行う主音声ゲイン回路と、上記主音声ゲイン可変回路の出力と上記ノイズキャンセル信号を合成する合成回路と、上記合成回路の出力に対して出力用ゲイン処理を行うパワーアンプ回路とを備えるようにする。その場合、上記音声信号出力処理部は、上記接続検出部により上記ノイズキャンセル対応スピーカ装置の接続が検出された場合は、上記主音声ゲイン回路で上記出力制限処理を行い、上記パワーアンプ回路では上記出力制限処理を行わないようにし、一方、上記接続検出部により上記ノイズキャンセル対応スピーカ装置以外のスピーカ装置の接続が検出された場合は、上記主音声ゲイン回路では上記出力制限処理を行わず、上記パワーアンプ回路で上記出力制限処理を行う。
或いは、上記音声信号出力処理部は、接続されたスピーカ装置が、ノイズキャンセル対応スピーカ装置であるか否かにかかわらず、上記主音声ゲイン回路で上記出力制限処理を行うようにしてもよい。

本発明のスピーカ装置は、接続された音声信号出力装置から供給される出力音声信号により音声出力を行うスピーカ部と、接続された音声信号出力装置から供給されるバイアス電圧を用いて外来ノイズの集音動作を行うマイクロホンと、上記出力音声信号の上記スピーカ部への供給経路に設けられ、上記バイアス電圧を用いてオン／オフされるスイッチ部と、上記供給経路上で上記スイッチ部と並列に接続された感度低減用抵抗素子とを備える。

即ち本発明では、音声信号出力装置側では、主音声信号については音圧制限のための出力制限処理を施し、ノイズキャンセル信号については出力制限処理を行わないことで、音圧規制に対応しつつ、ノイズキャンセル機能を低減させないようにする。
またスピーカ装置側でも、制限されないノイズキャンセル信号をそのまま低減させずに出力する必要がある。そこで、ノイズキャンセル対応の音声信号出力装置が接続された際に、感度が高く、それ以外では感度が低くなるようにする。感度を低くする場合は、上記スイッチをオフとして、上記感度低減用抵抗素子が出力音声信号の経路に挿入させる状態、つまりスピーカ負荷とあわせて負荷が大きくなるようにし、感度を高くする場合は上記スイッチをオンとする。

本発明によれば、音圧規制対応の音声信号出力装置及びスピーカ装置として、音楽等の主音声信号については出力制限を行うことで、ユーザの難聴対策に適しており、そのうえで十分なノイズキャンセル効果を実現できるという効果が得られる。

本発明の実施の形態の接続状態の説明図である。 実施の形態のオーディオプレーヤ及びイヤホンのブロック図である。 実施の形態のマイクバイアス部の説明図である。 実施の形態及び通常のプラグの説明図である。 実施の形態のオーディオプレーヤと他のイヤホン接続時のブロック図である。 実施の形態のイヤホンと他のオーディオプレーヤ接続時のブロック図である。 実施の形態のオーディオプレーヤのタイプＩのゲイン制限の説明図である。 実施の形態のオーディオプレーヤのタイプIIのゲイン制限の説明図である。 実施の形態の出力音声信号の振幅の説明図である。 実施の形態のイヤホンのスイッチ構成の説明図である。 実施の形態のイヤホンのスイッチ構成の具体例の説明図である。 実施の形態のイヤホンのスイッチ構成の具体例の説明図である。 実施の形態のタイプＩのオーディオプレーヤの処理のフローチャートである。 実施の形態のタイプIIのオーディオプレーヤの処理のフローチャートである。 音圧規制時におけるノイズキャンセル機能低下の説明図である。

以下、本発明の実施の形態を次の順序で説明する。なお本発明の音声信号出力装置の実施の形態としてオーディオプレーヤを、本発明のスピーカ装置の実施の形態としてイヤホンを挙げる。
＜１．接続態様＞
＜２．オーディオプレーヤ及びイヤホンの構成＞
＜３．他のプレーヤ／イヤホンとの接続時の状態＞
＜４．オーディオプレーヤの動作概要（タイプＩ／II）＞
＜５．イヤホンのスイッチ構成例＞
＜６．オーディオプレーヤの処理（タイプＩ／II）＞
＜７．変形例＞

＜１．接続態様＞

図１に実施の形態のオーディオプレーヤ及びイヤホンの接続態様を示す。
図１（ａ）は実施の形態のオーディオプレーヤ１とイヤホン２が接続されて用いられる状況を示している。

実施の形態のオーディオプレーヤ１は、音圧規制に応じ、イヤホン２に対して出力するオーディオ信号を所定レベルに規制する処理を行う。例えば最大出力をｘｄＢVとするようにしている。
また実施の形態のオーディオプレーヤ１は、ノイズキャンセル機能を備え、イヤホン２に対して、オーディオ信号とノイズキャンセル信号を供給する構成とされている。

実施の形態のイヤホン２は、音圧規制に応じたスピーカ感度設定がされている。例えば最大感度がｙｄＢSPL／ｄＢVとされる。但し、詳しくは後述するが、イヤホン２では感度の高低が切り換えられる構成を備え、オーディオプレーヤ１が接続された状態では、高感度設定となる。上記のように最大感度がｙｄＢSPL／ｄＢVとされるのは低感度設定の状態であり、高感度設定の状態では、スピーカの能力未満で出力音圧が制限されるということはなくなる。
また実施の形態のイヤホン２は、ノイズキャンセルのために外来ノイズを集音するマイクロホンが設けられている。
またイヤホン２のプラグ２１は５極プラグとされている。これに対応して図示しないオーディオプレーヤ１のジャック部は、５極端子を備える。
例えばこの実施の形態のオーディオプレーヤ１とイヤホン２は、同梱されて販売されるものと考えても良い。

一方、図１（ｂ）は、実施の形態のオーディオプレーヤ１に、本実施の形態に該当しない他のイヤホン２Ｘ（以下、「他イヤホン２Ｘ」という）が接続される状況を示している。
他イヤホン２Ｘは、ノイズキャンセル機能のためのマイクロホンが設けられていないイヤホンである。
また他イヤホン２Ｘのプラグ２１Ｘは、一般に用いられている３極プラグとされているが、本実施の形態のオーディオプレーヤ１に接続可能である。

この、他イヤホン２も、音圧規制のための感度設定（例えば最大感度がｙｄＢSPL／ｄＢV）とされているとするが、旧来の音圧規制対応でないイヤホンを、他イヤホン２Ｘとしてもよい。いずれにしても、少なくともオーディオプレーヤ１側で音圧規制による出力制限がなされることで、音圧規制を保った音声出力が行われる。

図１（ｃ）は実施の形態のイヤホン２が、本実施の形態に該当しない他のオーディオプレーヤ１Ｘ（以下、「他プレーヤ１Ｘ」という）が接続される状況を示している。
他プレーヤ１Ｘは、ノイズキャンセル機能を持たないオーディオプレーヤである。イヤホン２は上述のように５極プラグであるが、他プレーヤ１Ｘのジャック部に接続可能である。
なお、イヤホン２の感度は、他プレーヤ１Ｘが接続された状態では、低感度設定、つまり音圧規制に応じた設定となる。
この、他プレーヤ１も、音圧規制のための出力規制（例えば最大出力がｘｄＢV）とされているとするが、旧来の音圧規制対応でないオーディオプレーヤを、他プレーヤ１Ｘと考えてもよい。いずれにしても、少なくともイヤホン２側で音圧規制に応じた感度設定がなされることで、音圧規制を保った音声出力が行われる。

本実施の形態のオーディオプレーヤ１又はイヤホン２については、ユーザサイドで、これらのような接続態様で使用されることが想定される。
音圧規制に応じたプレーヤ出力制限、及びスピーカ感度設定を行うと、ノイズキャンセル機能が十分に働かなくなると先に述べた。
ここで、図１の各接続態様を考えた場合、図１（ｂ）（ｃ）の場合はノイズキャンセル機能についての問題は生じない。他プレーヤ１Ｘ、他イヤホン２Ｘは、それぞれもともとノイズキャンセル機能を持たないからである。
そして図１（ｂ）の接続態様を考慮した場合、オーディオプレーヤ１は、音圧規制に応じた出力制限を行うようにすればよいこととなる。
また図１（ｃ）の接続態様を考慮した場合、イヤホン２は、音圧規制に応じたスピーカ感度設定がなされていればよいこととなる。

ところが図１（ａ）の接続態様を考慮した場合、そのままではノイズキャンセル機能が十分に働かなくなる。
オーディオプレーヤ１においては、オーディオ信号にノイズキャンセル信号が重畳されるが、ノイズキャンセル信号までも出力制限されてしまこと、及びスピーカ感度も低くされ、ノイズキャンセル信号による逆相音声が小さくなることで、外来ノイズを十分に打ち消す出力が得られないためである。

ここで検討するに、ノイズキャンセル機能付きのオーディオプレイヤーシステムにおいて、音楽再生時にノイズキャンセリングを同時に行う際、難聴防止の音圧規制（自主的な規制を含む）下において、耳元での音楽の再生音圧は規制通りに抑える必要はある。ところが、該システムで同時に再生される、騒音の逆相成分に相当するノイズキャンセル信号の音圧は、結果的に耳元では、騒音と相殺されるものであり、音圧規制そのものに関係しない。特に、大きな騒音下においては、同様の逆相信号成分を同じ大きな音圧で再生しないと、ノイズキャンセル性能が劣ることになり好ましくない。

そこで本実施の形態では、次のような構成を採る。
実施の形態のオーディオプレーヤ１は、主音声信号（例えば音楽等の再生信号）とノイズキャンセル信号の合成及び信号増幅を行って、接続されたスピーカ装置に対する出力音声信号を生成する。この際に、主音声信号については音圧制限のための出力制限処理を施し、ノイズキャンセル信号については出力制限処理を行わないようにする。
また実施の形態のイヤホン２では、オーディオプレーヤ１（又は他プレーヤ１Ｘ）からの出力音声信号のスピーカ部への供給経路上で感度低減用抵抗素子を配置する。これによってスピーカ感度を下げ、音圧規制に沿ったものとする。但し、オーディオプレーヤ１が接続された場合は、この感度低減用抵抗素子と並列に設けられたスイッチ部がオンとされることで、感度低減用抵抗素子が無効化され、スピーカ感度が高い状態となるようにする。つまり、オーディオプレーヤ１側で出力制限されないノイズキャンセル信号が、イヤホン２側でもスピーカの能力による最大出力音圧内（つまり制限されない最大出力音圧内）で出力されるようにする。
このようにすることで、難聴防止を目的とする音楽の再生音圧規制を守りつつ、同時にノイズキャンセル性能を発揮させ、ユーザに、騒音下でも快適に音楽等を聞くことができるという聴取環境を提供する。

＜２．オーディオプレーヤ及びイヤホンの構成＞

実施の形態のオーディオプレーヤ１とイヤホン２の構成例を図２で説明する。図２は、図１（ａ）で述べた、オーディオプレーヤ１とイヤホン２が接続されて使用される状態で各構成を示している。
なお、「ノイズキャンセル」については、以下「ＮＣ」と略称する場合もある。またオーディオプレーヤ１とイヤホン２によるプレーヤシステムは、Ｌチャンネル、Ｒチャンネルの２チャンネルステレオシステムとして説明する。
またここでは、ＮＣ機能については、フィードフォワード方式を採用した例を説明するが、フィードバック方式のＮＣ処理を行うものでもよい。

イヤホン２は、Ｌ、Ｒ各チャンネルに対応して、スピーカ２２Ｌ、２２Ｒ、マイクロホン２３Ｌ、２３Ｒ、スイッチ部２４Ｌ、２４Ｒ、感度低減用抵抗２５Ｌ、２５Ｒを備える。
また、上述の図１（ａ）では、イヤホン２のプラグ２１は５極プラグであり、図示しなかったオーディオプレーヤ１のジャックは５極プラグに対応すると述べたが、この図２ではプラグ／ジャック３として、接続端子部分のみを示している。
５極の端子として、Ｌチャンネル端子ＨＰ−Ｌ、Ｒチャンネル端子ＨＰ−Ｒ、グランド端子ＧＮＤ、マイク端子ＭＩＣ−Ｌ、マイク端子ＭＩＣ−Ｒが設けられる。

スピーカ２２Ｌは、Ｌチャンネル端子ＨＰ−Ｌとグランド端子ＧＮＤの間に接続される。
Ｌチャンネル端子ＨＰ−Ｌからスピーカ２２Ｌの間のＬチャンネル出力音声信号経路には、スイッチ部２４Ｌと感度低減用抵抗２５Ｌが並列に接続されている。
スピーカ２２Ｒは、Ｒチャンネル端子ＨＰ−Ｒとグランド端子ＧＮＤの間に接続される。
Ｒチャンネル端子ＨＰ−Ｒからスピーカ２２Ｒの間のＲチャンネル出力音声信号経路には、スイッチ部２４Ｒと感度低減用抵抗２５Ｒが並列に接続されている。
あくまで一例でいえば、スピーカ２２Ｌ、２２Ｒは、スピーカ負荷＝１６Ω、感度低減用抵抗２５Ｌ、２５Ｒ＝１６Ωなどとされる。

マイクロホン２３Ｌ、２３Ｒは、外来ノイズを集音する目的でイヤホン２の所定位置に設けられている。例えばイヤホン２の筐体の外方に向けて設けられることで外来ノイズを集音する。マイクロホン２３Ｌ、２３Ｒとしては、例えばエレクトレットコンデンサマイク等が用いられる。
マイクロホン２３Ｌは、マイク端子ＭＩＣ−Ｌとグランド端子ＧＮＤの間に接続される。
マイクロホン２３Ｒは、マイク端子ＭＩＣ−Ｒとグランド端子ＧＮＤの間に接続される。

また、スイッチ部２４Ｌのオン／オフ制御のために、マイク端子ＭＩＣ−Ｌの電圧が用いられる。同様に、スイッチ部２４Ｒのオン／オフ制御のために、マイク端子ＭＩＣ−Ｒの電圧が用いられる。

オーディオプレーヤ１は、制御部３１、格納部３２、デコーダ３３、音声信号出力処理部５０、マイクバイアス部３８、ＮＣ信号生成部３９、接続検出部４０を備える。

制御部３１は例えばマイクロコンピュータで形成され、プログラム及び図示しない操作部によるユーザ操作に従って各部を制御し、再生音声信号出力等を実行させる。

格納部３２は、音楽コンテンツ等のオーディオデータを格納する部位として示している。この格納部は、不揮発性メモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等で形成され、音楽コンテンツ等を格納し、かつ読み出し可能とされる。
なお、格納部３２は、音楽コンテンツ等が記憶されたメモリカードや光ディスク等のメディアに対する再生部として構成されてもよい。
格納部３２には、音楽コンテンツデータ等が例えば圧縮データで記憶されており、制御部２１からの制御信号ＣＴ８に応じて、指定された音楽コンテンツの読み出しを行う。

格納部３２から読み出された音楽コンテンツデータは、デコーダ３３に供給される。デコーダ３３は制御部３１からの制御信号ＣＴ６に応じて必要なデコード処理を行う。例えば圧縮データに対しての伸張デコード等を行う。
デコーダ３３は必要なデコード処理を行って、例えばＬ、Ｒ各チャンネルのリニアＰＣＭデータとしてのオーディオ信号（主音声信号）を出力する。

デコーダ３３から出力されるＬ、Ｒ各チャンネルのオーディオ信号に対しては、音声信号出力処理部５０でイヤホン２への出力のための処理が行われる。
音声信号出力処理部５０は、イコライザ３４、オーディオゲイン部３５、合成部３６、ＤＡＣ／アンプ部３７を有する。

イコライザ３４では、振幅−周波数特性補正や位相−周波数特性補正、あるいはその両方などの音質補正がなされる。
イコライザ３４の補正処理は制御部３１からの制御信号ＣＴ１に基づいて実行される。例えば周波数特性の指示などが制御信号ＳＧ３ＣＴ１によってなされる。

オーディオゲイン部３５では、オーディオ信号に対して増幅処理が行われる。与えられるゲインは、制御部３１からの制御信号ＣＴ２で指示される。
本例の場合、このオーディオゲイン部３５では、ゲインの値が、音圧規制に応じた制限値に設定される場合がある。

合成部３６は、Ｌ、Ｒ各チャンネルのオーディオ信号に、Ｌ、Ｒ各チャンネルのＮＣ信号を合成（加算）する。合成部３６は、制御部３１からの制御信号ＣＴ３に基づいて合成処理を行う。制御部３１は、ノイズキャンセル機能を実行する際に、合成部３６に合成処理を実行させる。またユーザが、ノイズキャンセル機能をオフとする操作を行った場合は、制御部３１は合成部３６に合成処理を行わないように指示する。

ＤＡＣ／アンプ部３７では、合成部３６から出力されるＬ、Ｒ各チャンネルのオーディオ信号（合成信号）について、Ｄ／Ａ変換処理及び出力用のパワーアンプ増幅を行い、出力音声信号を得る。
ＤＡＣ／アンプ部３７の処理は、制御部３１からの制御信号ＣＴ４に基づいて行われる。
本例の場合、このＤＡＣ／アンプ部３７では、パワーアンプ増幅処理のゲインの値が、音圧規制に応じた制限値に設定される場合がある。
ＤＡＣ／アンプ部３７から出力されるＬチャンネルの出力音声信号（Ｌチャンネルのオーディオ信号及びＮＣ信号）は、プラグ／ジャック３のＬチャンネル端子ＨＰ−Ｌを介してスピーカ２２Ｌに供給され、音声として出力される。
ＤＡＣ／アンプ部３７から出力されるＲチャンネルの出力音声信号（Ｒチャンネルのオーディオ信号及びＮＣ信号）は、プラグ／ジャック３のＲチャンネル端子ＨＰ−Ｒを介してスピーカ２２Ｒに供給され、音声として出力される。
なお、ＤＡＣ／アンプ部３７においては、Ｄ／Ａ変換後にアナログパワーアンプ処理を行う構成でも良いし、デジタルアンプ処理を行う構成でもよい。

マイクバイアス部３８は、制御部３１からの制御信号ＣＴ５に従い、マイク端子ＭＩＣ−Ｌ、ＭＩＣ−Ｒにマイクバイアス電圧を印加する。つまり、接続されたイヤホン２のマイクロホン２３Ｌ、２３Ｒに、バイアス電圧を印加する。
マイクバイアス部３８は例えば図３のように、バイアス電圧ＶｂをスイッチＳＷ、抵抗Ｒｂを介してマイクロホン２３（２３Ｌ、２３Ｒ）に与える。つまり制御部３１からの制御信号ＣＴ５によってスイッチＳＷがオンとされることで、バイアス電圧印加が行われる。
例えばエレクトレットコンデンサマイクとしてのマイクロホン２３（２３Ｌ、２３Ｒ）は、バイアス電圧が与えられることで集音動作を行い、その集音信号はバイアスラインに現れる。
マイクロホン２３Ｌ、２３Ｒで得られる集音信号は、ＮＣ信号生成部３９に供給される。即ちＤＣカット用のコンデンサＣｂＬ、ＣｂＲでバイアスラインのバイアス電圧分がカットされることで集音信号成分、つまり外来ノイズ信号がＮＣ信号生成部３９に供給されることとなる。

ＮＣ信号生成部３９は、マイクロホン２３Ｌ、２３Ｒで得られる集音信号からＮＣ信号を生成する。例えばＮＣ信号生成部３９は、各チャンネルの集音信号をＡ／Ｄ変換し、デジタル化された各チャンネルの集音信号に対するデジタルフィルタ処理で、外来ノイズを打ち消すための逆相波形のＮＣ信号を生成する。
生成した各チャンネルのＮＣ信号は合成部３６に供給され、上述のように各チャンネルのオーディオ信号と合成処理される。

接続検出部４０は、マイク端子ＭＩＣ−Ｌ、ＭＩＣ−Ｒの電圧を監視することで、接続されたイヤホンが、イヤホン２であるか他イヤホン２Ｘであるかを検出する。後述するが、他イヤホン２が接続された場合、マイク端子ＭＩＣ−Ｌ、ＭＩＣ−Ｒはグランド端子ＧＮＤと短絡されるため、マイク端子ＭＩＣ−Ｌ、ＭＩＣ−Ｒの電圧監視により接続イヤホンの判別が可能となる。
接続検出部４０は、接続されたイヤホンが、イヤホン２であるか他イヤホン２Ｘであるかの検出結果を制御部３１に通知する。

ここで図４（ａ）で、イヤホン２のプラグ２１について説明しておく。なお図４（ｂ）は他イヤホン２Ｘで用いられる一般的なプラグ２１Ｘを示している。
実施の形態のイヤホン２のプラグ２１は図４（ａ）のように５極端子構成とされており、これによって図１に示したように、Ｌチャンネル端子ＨＰ−Ｌ、Ｒチャンネル端子ＨＰ−Ｒ、グランド端子ＧＮＤ、マイク端子ＭＩＣ−Ｌ、ＭＩＣ−Ｒが形成される。
オーディオプレーヤ１のジャック部では、この５極対応した端子が形成されていることで、図１のプラグ／ジャック３として示すような接続状態が形成される。

ところで、このプラグ２１は、通常のプラグ２１Ｘとは全体形状的には同様であり、従って、プラグ２１を３極端子構成のジャックを持つ他プレーヤ１Ｘに接続することも可能である。
また、逆に、通常のプラグ２１Ｘを、本実施の形態のオーディオプレーヤ１のジャック部に接続することも可能である。

ここで、プラグ２１におけるマイク端子ＭＩＣ−Ｌ、ＭＩＣ−Ｒは、通常のプラグ２１Ｘにおけるグランド端子ＧＮＤ部分に対応した位置に形成されている。
すると、プラグ２１が他プレーヤ１に接続された場合、他プレーヤ１のジャックのグランド端子に対して、マイク端子ＭＩＣ−Ｌ、ＭＩＣ−Ｒ及びグランド端子ＧＮＤが接することとなる。つまり、イヤホン２が他プレーヤ１に接続されたときは、イヤホン２のマイク端子ＭＩＣ−Ｌ、ＭＩＣ−Ｒはグランド端子に短絡される。

また一方で、通常のプラグ２１Ｘを有する他イヤホン２Ｘがオーディオプレーヤ１に接続された場合、オーディオプレーヤ１のジャック側の端子としてマイク端子ＭＩＣ−Ｌ、ＭＩＣ−Ｒ、及びグランド端子ＧＮＤが、プラグ２１Ｘのグランド端子ＧＮＤと接することとなる。つまり、オーディオプレーヤ１に他イヤホン２Ｘに接続されたときは、オーディオプレーヤ１のジャックのマイク端子ＭＩＣ−Ｌ、ＭＩＣ−Ｒはグランド端子に短絡される。

＜３．他のプレーヤ／イヤホンとの接続時の状態＞

図５に、本実施の形態のオーディオプレーヤ１に、他イヤホン２Ｘが接続された状態を示している。即ち図１（ｂ）で述べた使用態様の場合である。

イヤホン２Ｘは、Ｌ、Ｒ各チャンネルに対応して、スピーカ２２ＬＸ、２２ＲＸを備える。
スピーカ２２ＬＸは、Ｌチャンネル端子ＨＰ−Ｌとグランド端子ＧＮＤの間に接続される。
スピーカ２２ＲＸは、Ｒチャンネル端子ＨＰ−Ｒとグランド端子ＧＮＤの間に接続される。
他イヤホン２Ｘのスピーカ２２ＬＸ、２２ＲＸは、低感度のスピーカ（例えば一例として、スピーカ負荷が３２Ω）とされている。

なお、他イヤホン２Ｘのプラグ２１Ｘは上述の３極プラグである。従って、図５におけるプラグ／ジャック３としての接続端子部分では、オーディオプレーヤ１側にジャックに設けられているマイク端子ＭＩＣ−Ｌ、マイク端子ＭＩＣ−Ｒは、グランド端子ＧＮＤに短絡される。

この場合、他イヤホン２ＸはＮＣ機能を備えない。従って、オーディオプレーヤ１側では、マイクバイアス電圧を他イヤホン２Ｘに与えることや、外来ノイズの集音信号を入力してＮＣ信号を生成することは行われず、マイク端子ＭＩＣ−Ｌ、ＭＩＣ−Ｒは使用されない。
後述するが、オーディオプレーヤ１側では、接続検出部４０がマイク端子ＭＩＣ−Ｌ、ＭＩＣ−Ｒの電圧がグランド電位であることで、他イヤホン２Ｘの接続を検出する。制御部３１は、これに応じてマイクバイアス電圧の供給を実行させない制御を行い、またＮＣ信号の生成を実行させない制御を行う。
音圧規制のためには、音声信号出力処理部５０においてオーディオ信号についてのゲイン制限が行われる。またスピーカ２２ＬＸ、２２ＲＸが低感度のスピーカとされていることでも音圧規制が守られる。
従って、この図５の接続状態でユーザが使用しても、過剰に大きな音が出ることはない。

一方図６は、本実施の形態のイヤホン２を、他プレーヤ１Ｘに接続した状態を示している。即ち図１（ｃ）で述べた使用態様の場合である。

他プレーヤ１Ｘでは、格納部１３２から読み出した音楽コンテンツデータ等をデコーダ１３３でデコードする。そしてデコードされたＬ、Ｒチャンネルのオーディオ信号をイコライザ１３４、オーディオゲイン部１３５、ＤＡＣ／アンプ部１３７で処理する。そしてＬ、Ｒ各チャンネルのオーディオ信号を、Ｌチャンネル端子ＨＰ−Ｌ、Ｒチャンネル端子ＨＰ−Ｒからイヤホン２に供給する。制御部１３１は各部を制御して、以上の動作を実行させる。

他プレーヤ１ＸはＮＣ機能を持たないため、イヤホン２側のマイクロホン２３Ｌ、２３Ｒは用いられない。当然、ノイズキャンセル動作は行われない。
音圧規制のためには、例えばＤＡＣ／アンプ部１３７のパワーアンプ段でオーディオ信号についてのゲイン制限が行われる。また後述するが、この場合イヤホン２のスイッチ２４Ｌ、２４Ｒはオフ状態となる。
スピーカ２２Ｌ、２２Ｒは高感度スピーカ（例えば１６Ω）とされているが、スイッチ２４Ｌ、２４Ｒがオフであることで、Ｌ、Ｒ各チャンネルのオーディオ信号は、感度低減用抵抗２５Ｌ、２５Ｒ（例えば１６Ω）を介してスピーカ２２Ｌ、２２Ｒに供給される。従って他プレーヤ１Ｘから見たスピーカインピーダンスは３２Ω相当であり、音圧規制に応じた低感度のスピーカと同等となる。
従って、この図６の接続状態でユーザが使用しても、過剰に大きな音が出ることはない。

＜４．オーディオプレーヤの動作概要（タイプＩ／II）＞

図５，図６のように、実施の形態のオーディオプレーヤ１やイヤホン２を、他イヤホン２Ｘや他プレーヤ１Ｘと接続して用いる場合には、もともとノイズキャンセル動作は行われないため、音圧規制を行ってもノイズキャンセル機能が低下するという問題は生じない。

ところがノイズキャンセル機能を有するオーディオプレーヤとイヤホンの組で使用する場合、音圧規制によってノイズキャンセル機能が阻害されるということを先に述べた。
そこで本実施の形態のオーディオプレーヤ１は、どのようなイヤホンと接続されたときでも音圧規制に対応しつつ、実施の形態のイヤホン２と接続されたときはＮＣ機能を適切に発現させるようにする。

オーディオプレーヤ１の動作について、タイプＩ、IIとしての２例を説明する。
図７（ａ）（ｂ）はタイプＩとしての動作を模式的に示している。

図７（ａ）は、オーディオプレーヤ１が他イヤホン２Ｘに接続された場合である。図５で説明したように、この場合、ノイズキャンセル信号生成部３９でのノイズキャンセル信号ＳNCの生成は行われない。そしてオーディオ信号ＳAが、オーディオゲイン部３５で増幅され、合成部３６ではノイズキャンセル信号ＳNCとの合成は行われずに、ＤＡＣ／アンプ部３７で増幅され、他イヤホン２Ｘのスピーカ２２Ｘ（２２ＬＸ、２２ＲＸ）に供給される。
この場合、オーディオプレーヤ１側では、オーディオゲイン部３５では特にゲイン制限を行わず、ＤＡＣ／アンプ部３７でのパワーアンプ処理の際に、ゲイン制限を行う。これによって他イヤホン２Ｘに供給されるのは、図９（ａ）に示すような、規制最大出力値以内に振幅制限されたオーディオ信号ＳA-rとなる。またスピーカ２２Ｘも低感度スピーカである。これらにより過大な音量が出力されない状態となる。

図７（ｂ）は、オーディオプレーヤ１がイヤホン２に接続された場合である。即ち図２の状態である。
この場合、ノイズキャンセル信号生成部３９からノイズキャンセル信号ＳNCが出力され、合成部３６に供給される。
オーディオ信号ＳAは、オーディオゲイン部３５で増幅され、合成部３６ではノイズキャンセル信号ＳNCと合成され、ＤＡＣ／アンプ部３７で増幅される。そしてイヤホン２のスピーカ２２（２２Ｌ、２２Ｒ）に供給される。
この場合、オーディオプレーヤ１側では、オーディオゲイン部３５でゲイン制限を行う。一方、ＤＡＣ／アンプ部３７でのパワーアンプ処理の際には、ゲイン制限を行わないようにする。
これによってイヤホン２に供給されるのは、図９（ｂ）のように、規制最大出力値以内に振幅制限されたオーディオ信号ＳA-rと、プレーヤ出力可能範囲内で振幅制限されていないノイズキャンセル信号ＳNCとなる。後述するが、スピーカ２２は高感度状態とされている。
これにより、オーディオ信号については過大な音量が出力されないが、ノイズキャンセル信号ＳNCについては、制限を越える音圧で出力されうる。結果、ノイズキャンセル信号ＳNCが外来ノイズ音を適切に打ち消すこととなり、ＮＣ効果が適切に発揮される。もちろん、ノイズキャンセル信号ＳNCが規制を越える音圧で出力されても、それは空間で外来ノイズと打ち消しあうものであるため、ユーザの聴覚に過大な音圧が加わるものではない。
なお、本実施の形態に相当するイヤホン２ではなくとも、ノイズキャンセル用のマイクロホン２３を備えたイヤホン２Ｍが接続された場合も、同様となる。

続いて図８（ａ）（ｂ）でタイプIIとしての動作を説明する。
図８（ａ）は、オーディオプレーヤ１が他イヤホン２Ｘに接続された場合である。この場合、ノイズキャンセル信号生成部３９でのノイズキャンセル信号ＳNCの生成は行われない。そしてオーディオ信号ＳAが、オーディオゲイン部３５で増幅され、合成部３６ではノイズキャンセル信号ＳNCとの合成は行われずに、ＤＡＣ／アンプ部３７で増幅され、他イヤホン２Ｘのスピーカ２２Ｘ（２２ＬＸ、２２ＲＸ）に供給される。
タイプIIでは、オーディオプレーヤ１側では、常にオーディオゲイン部３５でゲイン制限を行うものとする。ＤＡＣ／アンプ部３７でのパワーアンプ処理ではゲイン制限を行わない。
これによって他イヤホン２Ｘに供給されるのは図９（ａ）のように振幅制限されたオーディオ信号ＳA-rとなる。またスピーカ２２Ｘも低感度スピーカである。これらにより過大な音量が出力されない状態となる。

図８（ｂ）は、オーディオプレーヤ１がイヤホン２に接続された場合である。即ち図２の状態である。
この場合、ノイズキャンセル信号生成部３９からノイズキャンセル信号ＳNCが出力され、合成部３６に供給される。
オーディオ信号ＳAは、オーディオゲイン部３５で増幅されるが、ゲイン制限がかけられている。そして合成部３６でノイズキャンセル信号ＳNCと合成され、ＤＡＣ／アンプ部３７で増幅され、イヤホン２のスピーカ２２（２２Ｌ、２２Ｒ）に供給される。
これによってイヤホン２に供給されるのは、図９（ｂ）のように振幅制限されたオーディオ信号ＳA-rと、振幅制限されていないノイズキャンセル信号ＳNCとなる。スピーカ２２は高感度状態とされている。
これにより、オーディオ信号については過大な音量が出力されないが、ノイズキャンセル信号ＳNCについては、制限を越える音圧で出力されうる。つまりタイプＩと同様、ＮＣ効果が適切に発揮される。

＜５．イヤホンのスイッチ構成例＞

次に実施の形態のイヤホン２側の動作を説明する。
本実施の形態のイヤホン２は、ノイズキャンセル機能を有さない他プレーヤ１Ｘに接続されたときは、音圧規制対応スピーカとして機能しつつ、本実施の形態のオーディオプレーヤ１に接続されたときはＮＣ機能を適切に発現させるようにしている。
図２で説明したように、イヤホン２では、スピーカ２２Ｌ、２２Ｒへのオーディオ信号の経路に、スイッチ部２４Ｌ、２４Ｒと、感度低減用抵抗２５Ｌ、２５Ｒが並列に接続されている。
スイッチ部２４Ｌ、２４Ｒの動作を図１０（ａ）（ｂ）で説明する。なお図１０（ａ）（ｂ）ではＬチャンネル側のみを示している。Ｒチャンネル側も同様となる。

図１０（ａ）は、イヤホン２が他プレーヤ１Ｘに接続された状態である。つまり図６の状態である。このとき、プラグ２１のマイク端子ＭＩＣ−Ｌにはバイアス電圧は供給されず、グランド端子ＧＮＤに短絡されている。これによってスイッチ部２４Ｌはオフとなる。
従って、例えば１６Ωの感度低減用抵抗２５Ｌがスピーカ２２Ｌに対して直列に挿入されることとなり、この場合、負荷３２Ω（感度小）のスピーカ装置として機能する。これによって音圧制限に適したものとなる。

図１０（ｂ）は、イヤホン２がオーディオプレーヤ１に接続された状態である。つまり図２の状態である。このとき、オーディオプレーヤ１のマイクバイアス部３８からマイク端子ＭＩＣ−Ｌにバイアス電圧が供給される。これによってスイッチ部２４Ｌはオンとなる。
従って、この場合の感度低減用抵抗２５Ｌがバイパスされ、スピーカ２２Ｌの負荷１６Ωのみの感度大のスピーカ装置として機能する。
オーディオプレーヤ１側では、図７又は図８で述べたようにオーディオ信号にゲイン制限が与えられているため、高感度スピーカであっても、オーディオ信号については音圧規制を越える音圧は出力されない。
一方で、ノイズキャンセル信号ＳNCについては振幅制限されておらず、しかもスピーカ２２Ｌでも振幅制限されていないノイズキャンセル信号ＳNCに対応する感度が設定されている。従って、ノイズキャンセル信号ＳNCによる音声出力は、外来ノイズを打ち消すために十分な出力音圧が得られる。
これによって音圧制限を守りつつ、ノイズキャンセル機能を適切に発揮させる。

以上のように、イヤホン２では、実施の形態のオーディオプレーヤ１が接続された場合と他プレーヤ１Ｘが接続された場合で、見た目のスピーカ負荷を変化させる。
この動作のためのスイッチ部２４Ｌ、２４Ｒの具体例を図１１，図１２に示す。Ｌチャンネル側のみで説明するがＲチャンネル側も同様である。
図１１（ａ）に示すように、スイッチ部２４ＬとしてＮチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴ（Field Effect Transistor）を用いる。

スイッチ部２４ＬとしてのＦＥＴのゲートはプラグ２１のマイク端子ＭＩＣ−Ｌに接続される。そしてソース−ドレインがＬチャンネル端子ＨＰ−Ｌとスピーカ２２Ｌの間に接続される。
従って、ＦＥＴのゲート電圧は、他プレーヤ１Ｘとの接続時にはＬ（グランドレベル）となり、オーディオプレーヤ１との接続時にはＨ（バイアス電圧レベル）となることで、図１０（ａ）（ｂ）に示したようにオン／オフされることとなる。
この機構により、イヤホン２は、他プレーヤ接続時は感度低（３２Ω抵抗値）、オーディオプレーヤ１接続時は感度高（１６Ω抵抗値）のスピーカ装置とすることができる。

図１１（ｂ）はスイッチ部２４Ｌの変形例を示している。これは、ＭＯＳ−ＦＥＴの寄生ダイオード（ボディダイオード）成分Ｄｂの存在を勘案して、寄生ダイオードと逆方向にダイオードＤ１を追加した例である。

上記の図１１（ａ）のようにＦＥＴのみでスイッチ部２４Ｌを構成すると、オーディオ信号＋ノイズキャンセル信号の出力電圧が過剰に大きな場合、このＦＥＴの寄生ダイオードＤｂを通過して電流が流れ、結果として、この寄生ダイオードＤｂの漏れ電流と並行に配置された抵抗２５Ｌを通過する電流がスピーカ２２Ｌを鳴らすことが考えられる。
この時、寄生ダイオードＤｂの順方向だけ
電流が流れることになり、スピーカ２２Ｌ端では片側のみ歪んだ波形が得られる。これは、奇数次のひずみを生むことになり、音質的に好ましくない。
これを緩和する目的で、偶数次のひずみにするために、図１１（ｂ）のようにダイオードＤ１を接続する。
但し、いずれにしろ、これはスピーカ２２Ｌへの入力信号が過大な時の事象に限られるため、図１１（ａ）のようにＦＥＴのみであっても殆ど問題はない。

また別の例としては、このＭＯＳ−ＦＥＴの寄生ダイオードによる漏れ電流を完全になくすために、スイッチ部２４Ｌを図１２の構成とすることも考えられる。即ちスイッチ部２４Ｌを、２つの直列接続されたＦＥＴ２４Ｌ−１、２４Ｌ−２で構成する。
ＦＥＴ２４Ｌ−１、２４Ｌ−２の各ゲートはマイク端子ＭＩＣ−Ｌに接続する。
ＦＥＴ２４Ｌ−１のソースはＬチャンネル端子ＨＰ−Ｌに接続し、ドレインをＦＥＴ２４Ｌ−２のドレインと接続する。ＦＥＴ２４Ｌ−２のソースをスピーカ２２Ｌに接続する。これにより寄生ダイオードＤｂ１，Ｄｂ２の電流方向を逆にする。
この構成により、漏れ電流の影響を解消できる。

以上、スイッチ部２４Ｌ、２４Ｒの具体例としてＦＥＴを用いた例を述べたが、これに限られない。例えば一般的なアナログスイッチ（トランスミッションゲート）や、リレー回路のようなものでも同様のスイッチ部２４Ｌ、２４Ｒを実現することが可能である。イヤホン２をパッシブ回路のみで構成することを考えると、マイク端子ＭＩＣ−Ｌ、ＭＩＣ−Ｒからのバイアス電圧の有無によりオン／オフされる構成であればよい。

＜６．オーディオプレーヤの処理（タイプＩ／II）＞

以上の実施の形態のオーディオプレーヤ１及びイヤホン２の動作は、オーディオプレーヤ１側で制御部３１が図１３（タイプＩの場合）又は図１４（タイプIIの場合）の処理を行うことで実現される。

まず図７で述べたタイプＩの場合の制御部３１の処理を図１３で説明する。
制御部３１は、ステップＦ１０１でプラグ挿入検知を行う。即ち接続検出部４０からの検出情報を確認する。
接続検出部４０は上述のようにマイク端子ＭＩＣ−Ｌ，ＭＩＣ−Ｒの端子電圧検出により、イヤホンの接続及び接続されたイヤホンが、実施の形態のイヤホン２であるか他イヤホン２Ｘであるかの検出を行う。
プラグ接続が検出された場合は、制御部３１はステップＦ１０２で接続されたイヤホンに応じて処理を分岐する。即ち制御部３１は、ＮＣ機能を有するイヤホン２が接続されたのであればステップＦ１０３に進み、ＮＣ機能を有さない他イヤホン２Ｘが接続されたのであればステップＦ１０７に進む。

他イヤホン２Ｘが接続された場合、制御部３１はステップＦ１０７で、マイクバイアスオフ設定及びＮＣ不実行指示を行う。即ちマイクバイアス部３８への制御信号ＣＴ５で、バイアス電圧印加を実行させないようにし、またＮＣ信号生成部３９に対して制御信号ＣＴ７で、ＮＣ信号の生成処理をオフとする指示を行う。また合成部３６に対しては制御信号ＣＴ３で、ＮＣ信号の合成を行わないことを指示する。
そしてステップＦ１０８で制御部３１は、ＤＡＣ／アンプ部３７に対する制御信号ＣＴ４で、パワーアンプ段のゲインとして音圧制限に応じた制限ゲイン制限を指示する。
さらにステップＦ１０９で制御部３１は、制御信号ＣＴ１，ＣＴ２で、イコライザ３４、オーディオゲイン部３５を、他イヤホン２Ｘに応じた設定とする制御を行う。例えばスピーカ負荷３２Ω用の周波数特性及びゲイン設定を指示する。なお、オーディオゲイン部３５でのゲイン制限は行わない。
このステップＦ１０７〜Ｆ１０９の制御により、図７（ａ）で説明した状態での音楽等の再生出力が行われることとなる。

一方、イヤホン２が接続された場合は、まず制御部３１はステップＦ１０３でＮＣ機能がオンとされているか否かを確認する。例えばユーザ操作により、ＮＣ機能はオン／オフが選択できる。ＮＣ機能がオフの場合は、他イヤホン２Ｘの接続時と同様とすれば良いため、ステップＦ１０７〜Ｆ１０９の処理を行うこととする。

ＮＣ機能がオンとされていれば、制御部３１はステップＦ１０４で、マイクバイアス供給制御及びＮＣ実行指示を行う。
即ちマイクバイアス部３８への制御信号ＣＴ５で、バイアス電圧印加を実行させるようにし、またＮＣ信号生成部３９に対して制御信号ＣＴ７で、ＮＣ信号の生成処理を開始させる指示を行う。また合成部３６に対しては制御信号ＣＴ３で、ＮＣ信号の合成を行うように指示する。
マイク端子ＭＩＣ−Ｌ、ＭＩＣ−Ｒへのバイアス電圧印加が開始されることで、イヤホン２でのスイッチ部２４Ｌ、２４Ｒはオンとなり、イヤホン２は高感度スピーカとして動作する。

そしてステップＦ１０５で制御部３１は、ＤＡＣ／アンプ部３７に対する制御信号ＣＴ４で、パワーアンプ段のゲインとして制限ゲインではない通常ゲインを指示する。
さらにステップＦ１０６で制御部３１は、制御信号ＣＴ１，ＣＴ２で、イコライザ３４、オーディオゲイン部３５を、イヤホン２に応じた設定とする制御を行う。例えばスピーカ負荷１６Ω用の周波数特性及びゲイン設定を指示する。またオーディオゲイン部３５でのゲイン制限を指示する。つまりオーディオ信号に対して音圧制限に応じた制限ゲインが与えられるように指示する。
このステップＦ１０４〜Ｆ１０６の制御により、図７（ｂ）で説明した状態での音楽等の再生出力及びノイズキャンセル動作が行われることとなる。

次に図８で述べたタイプIIの場合の制御部３１の処理を図１４で説明する。
制御部３１は、ステップＦ２０１でプラグ挿入検知を行う。即ち接続検出部４０からの検出情報を確認する。
プラグ接続が検出された場合は、制御部３１はステップＦ２０２で接続されたイヤホンに応じて処理を分岐する。即ち制御部３１は、ＮＣ機能を有するイヤホン２が接続されたのであればステップＦ２０３に進み、ＮＣ機能を有さない他イヤホン２Ｘが接続されたのであればステップＦ２０６に進む。

他イヤホン２Ｘが接続された場合、制御部３１はステップＦ２０６で、マイクバイアスオフ設定及びＮＣ不実行指示を行う。即ちマイクバイアス部３８への制御信号ＣＴ５で、バイアス電圧印加を実行させないようにし、またＮＣ信号生成部３９に対して制御信号ＣＴ７で、ＮＣ信号の生成処理をオフとする指示を行う。また合成部３６に対しては制御信号ＣＴ３で、ＮＣ信号の合成を行わないことを指示する。
ステップＦ２０７で制御部３１は、制御信号ＣＴ１，ＣＴ２で、イコライザ３４、オーディオゲイン部３５を、他イヤホン２Ｘに応じた設定とする制御を行う。例えばスピーカ負荷３２Ω用の周波数特性及びゲイン設定を指示する。

このステップＦ２０６、Ｆ２０７の制御により、図８（ａ）で説明した状態での音楽等の再生出力が行われることとなる。

一方、イヤホン２が接続された場合は、まず制御部３１はステップＦ２０３でＮＣ機能がオンとされているか否かを確認する。ＮＣ機能がオフの場合は、他イヤホン２Ｘの接続時と同様とすれば良いため、ステップＦ２０６、Ｆ２０７の処理を行う。

ＮＣ機能がオンとされていれば、制御部３１はステップＦ２０４で、マイクバイアス供給制御及びＮＣ実行指示を行う。
即ちマイクバイアス部３８への制御信号ＣＴ５で、バイアス電圧印加を実行させるようにし、またＮＣ信号生成部３９に対して制御信号ＣＴ７で、ＮＣ信号の生成処理を開始させる指示を行う。また合成部３６に対しては制御信号ＣＴ３で、ＮＣ信号の合成を行うように指示する。
マイク端子ＭＩＣ−Ｌ、ＭＩＣ−Ｒへのバイアス電圧印加が開始されることで、イヤホン２でのスイッチ部２４Ｌ、２４Ｒはオンとなり、イヤホン２は高感度スピーカとして動作する。

そしてステップＦ２０５で制御部３１は、制御信号ＣＴ１，ＣＴ２で、イコライザ３４、オーディオゲイン部３５を、イヤホン２に応じた設定とする制御を行う。例えばスピーカ負荷１６Ω用の周波数特性及びゲイン設定を指示する。

このステップＦ２０４、Ｆ２０５の制御により、図８（ｂ）で説明した状態での音楽等の再生出力及びノイズキャンセル動作が行われることとなる。
なお、このタイプIIの場合、音圧規制に応じたゲイン制限は、常にオーディオゲイン部３５で行っている。また、ＤＡＣ／アンプ部３７でのパワーアンプ段では、常時ゲイン制限を行わない。このため、接続されたイヤホンに応じてのゲイン制限制御という意味での制御は不要となる。

以上、タイプＩ、IIの各場合の処理例を説明したが、オーディオプレーヤ１側でこのような制御に基づく動作が行われることで、イヤホン２、他イヤホン２Ｘのいずれが接続された場合でも、ユーザの聴覚に供される再生音は、音圧規制を守った音圧出力となる。
その上で、イヤホン２が接続されてＮＣ機能がオンとされる場合は、ＮＣ信号についてはゲインが規制されないことで、適切にノイズキャンセル効果を得られる。

またタイプＩの場合は、他イヤホン２Ｘの接続時にアンプノイズを低減できるという利点がある。通常、アンプから発生する電気的なノイズは、アンプ自体のゲインの大きさに連動する。すると、他イヤホン２Ｘの接続時にパワーアンプ段でゲイン制限を行うタイプＩの方が、アンプノイズを小さくできる。
一方、タイプIIの場合は、常時、音圧規制に応じたゲイン制限は、オーディオゲイン部３５で行い、パワーアンプ処理ではゲイン制限をしていない。このため接続されたイヤホンに応じての切換制御は不要であり、処理負担が少ないという利点がある。

＜７．変形例＞

以上、実施の形態について説明してきたが、本発明の音声出力装置（オーディオプレーヤ１）、スピーカ装置（イヤホン２）としての変形例は多様に考えられる。

まず、オーディオプレーヤ１としては、イヤホン種別の接続検出は、マイク端子ＭＩＣ−Ｌ、ＭＩＣ−Ｒの端子電圧検出以外の方法を用いても良い。例えばプラグ形態によっては機械的に検出したり、光学的に検出することも可能である。
また、オーディオプレーヤ１、イヤホン２のジャック／プラグは５極端子に限られない。例えば６極以上の端子構成であってもよい。但し、通常の３極プラグ／ジャックと接続可能な形状であって、かつ他プレーヤ１Ｘ、他イヤホン２Ｘとの接続時には、マイク端子がグランド接続されるか、或いは少なくともどの端子にも接続されない状態とされていることが好適である。
またオーディオプレーヤ１はモノラルタイプのプレーヤでもよい。
またイヤホン２は、いわゆるイヤホン形態ではなく、ヘッドホン形態でもよい。

また実施の形態では、ＮＣ機能についてはフィードフォワード方式の例を述べたが、フィードバック方式のものでもよい。
上記のフィードフォワード方式の場合、外来ノイズをマイクロホン２３Ｌ、２３Ｒで集音したが、フィードバック方式では、例えばヘッドホンハウジング内にマイクロホンを配置させる。そしてスピーカ出力音とノイズ音を集音した後、ノイズ音成分を抽出して逆相信号としたＮＣ信号をオーディオ信号に加算する。このとき、ＮＣ信号については振幅制限がされないようにすれば、上記フィードフォワード方式の場合と同様の効果が得られる。

また、ＮＣ信号生成部３９でのＮＣ信号の生成は、デジタルフィルタ処理でもよいし、アナログフィルタ処理でもよい。
また本発明の音声信号出力装置の実施の形態としてオーディオプレーヤ１を挙げたが、本発明の音声信号出力装置としては、音源部を内部に持たず、例えば外部の音源から伝送されてくる音声信号を受信して出力する受信装置や、ラジオチューナ等としても実現可能である。

１ オーディオプレーヤ、２ イヤホン、３ プラグ／ジャック、２１ プラグ、２２Ｌ，２２Ｒ スピーカ、２３Ｌ，２３Ｒ マイクロホン、２４Ｌ，２４Ｒ スイッチ部、２５Ｌ，２５Ｒ 感度低減用抵抗、３１ 制御部、３２ 格納部、３３ デコーダ、３４ イコライザ、３５ オーディオゲイン部、３６ 合成部、３７ ＤＡＣ／アンプ部、３８ マイクバイアス部、３９ ＮＣ信号生成部、５０ 音声信号出力処理部

Claims (14)

1. 接続されたスピーカ装置に設けられたマイクロホンによる集音信号から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生成部と、
   主音声信号と上記ノイズキャンセル信号の合成及び信号増幅を行って、接続されたスピーカ装置に対する出力音声信号を生成する際に、上記主音声信号については音圧制限のための出力制限処理を施し、上記ノイズキャンセル信号については上記出力制限処理を行わないようにした音声信号出力処理部と、
   を備えた音声信号出力装置。
2. 接続されたスピーカ装置が、上記マイクロホンによる集音信号を出力する構成のノイズキャンセル対応スピーカ装置であるか否かを検出する接続検出部をさらに備え、
   また上記音声信号出力処理部は、
   上記主音声信号に対してゲイン処理を行う主音声ゲイン回路と、
   上記主音声ゲイン可変回路の出力と上記ノイズキャンセル信号を合成する合成回路と、
   上記合成回路の出力に対して出力用ゲイン処理を行うパワーアンプ回路と、
   を備え、
   上記音声信号出力処理部は、上記接続検出部により上記ノイズキャンセル対応スピーカ装置の接続が検出された場合は、上記主音声ゲイン回路で上記出力制限処理を行い、上記パワーアンプ回路では上記出力制限処理を行わないようにし、一方、上記接続検出部により上記ノイズキャンセル対応スピーカ装置以外のスピーカ装置の接続が検出された場合は、上記主音声ゲイン回路では上記出力制限処理を行わず、上記パワーアンプ回路で上記出力制限処理を行う請求項１に記載の音声信号出力装置。
3. 上記接続検出部により上記ノイズキャンセル対応スピーカ装置の接続が検出された場合に、接続された上記ノイズキャンセル対応スピーカ装置に対して上記マイクロホンの駆動のためのバイアス電圧供給を行うマイクバイアス部を、さらに備えた請求項２に記載の音声信号出力装置。
4. 接続されたスピーカ装置との間の接続端子構造として、少なくとも、上記出力音声信号用の端子と、上記バイアス電圧用の端子と、グランド端子とを備え、
   上記ノイズキャンセル対応スピーカ装置が接続された際には、上記マイクバイアス部は、上記バイアス電圧用の端子から上記バイアス電圧供給を行うとともに、上記ノイズキャンセル信号生成部は、上記バイアス電圧用の端子から得られる集音信号成分に基づいて上記ノイズキャンセル信号を生成する請求項３に記載の音声信号出力装置。
5. 上記ノイズキャンセル対応スピーカ装置以外のスピーカ装置が接続された際には、上記バイアス電圧用の端子が、上記グランド端子と短絡される請求項４に記載の音声信号出力装置。
6. 上記音声信号出力処理部は、
   上記主音声信号に対してゲイン処理を行う主音声ゲイン回路と、
   上記主音声ゲイン可変回路の出力と上記ノイズキャンセル信号を合成する合成回路と、
   上記合成回路の出力に対して出力用ゲイン処理を行うパワーアンプ回路と、
   を備え、
   上記音声信号出力処理部は、上記主音声ゲイン回路で上記出力制限処理を行う請求項１に記載の音声信号出力装置。
7. 接続されたスピーカ装置が、上記マイクロホンによる集音信号を出力する構成のノイズキャンセル対応スピーカ装置であるか否かを検出する接続検出部と、
   上記接続検出部により上記ノイズキャンセル対応スピーカ装置の接続が検出された場合に、接続された上記ノイズキャンセル対応スピーカ装置に対して上記マイクロホンの駆動のためのバイアス電圧供給を行うマイクバイアス部と、
   をさらに備えた請求項６に記載の音声信号出力装置。
8. 接続された音声信号出力装置から供給される出力音声信号により音声出力を行うスピーカ部と、
   接続された音声信号出力装置から供給されるバイアス電圧を用いて外来ノイズの集音動作を行うマイクロホンと、
   上記出力音声信号の上記スピーカ部への供給経路に設けられ、上記バイアス電圧を用いてオン／オフされるスイッチ部と、
   上記供給経路上で上記スイッチ部と並列に接続された感度低減用抵抗素子と、
   を備えたスピーカ装置。
9. 上記スイッチ部は、上記バイアス電圧によってオン／オフするトランジスタ素子を用いて形成される請求項８に記載のスピーカ装置。
10. 上記スイッチ部において、上記トランジスタ素子の寄生ダイオード成分の電流方向とは逆方向のダイオードを、上記トランジスタ素子に並列に接続した請求項９に記載のスピーカ装置。
11. 上記スイッチ部は、トランジスタ素子としてのＦＥＴを、寄生ダイオードの漏れ電流方向が逆となる状態に、２つ直列に接続した構成とされる請求項９に記載のスピーカ装置。
12. 接続された音声信号出力装置との間の接続端子構造として、少なくとも、上記出力音声信号用の端子と、上記バイアス電圧用の端子と、グランド端子とを備える請求項８に記載のスピーカ装置。
13. 音声信号出力装置とスピーカ装置とが接続される音声出力システムであって、
    上記音声信号出力装置は、
    上記スピーカ装置に設けられたマイクロホンによる集音信号から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生成部と、
    主音声信号と上記ノイズキャンセル信号の合成及び信号増幅を行って、接続されたスピーカ装置に対する出力音声信号を生成する際に、上記主音声信号については音圧制限のための出力制限処理を施し、上記ノイズキャンセル信号については上記出力制限処理を行わないようにした音声信号出力処理部と、
    を備え、
    上記スピーカ装置は、
    上記音声信号出力装置から供給される出力音声信号により音声出力を行うスピーカ部と、
    上記音声信号出力装置から供給されるバイアス電圧を用いて外来ノイズの集音動作を行う上記マイクロホンと、
    上記出力音声信号の上記スピーカ部への供給経路に設けられ、上記バイアス電圧を用いてオン／オフされるスイッチ部と、
    上記供給経路上で上記スイッチ部と並列に接続された感度低減用抵抗素子と、
    を備えている音声出力システム。
14. 接続されたスピーカ装置に対する音声信号の出力方法として、
    主音声信号と、上記スピーカ装置に設けられたマイクロホンによる集音信号から生成したノイズキャンセル信号の合成及び信号増幅を行って、接続された上記スピーカ装置に対する出力音声信号を生成する際に、上記主音声信号については音圧制限のための出力制限処理を施し、上記ノイズキャンセル信号については上記出力制限処理を行わない音声信号出力方法。

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