JP2019101144A - デジタル式電気音響変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】キャンセル信号と、ノイズの逆相と、の間の位相差を低減したＮＣシステムを備えたデジタル式電気音響変換装置を提供する。【解決手段】本発明にかかるデジタル式電気音響変換装置（１）は、音源からのデジタル信号に基づいて、デジタル処理信号を生成する信号処理回路（１５）と、デジタル処理信号が印加される第１駆動部（１７）と、ノイズを収音してノイズ信号を生成する収音部（１４）と、ノイズ信号に基づいて、キャンセル信号を生成するノイズキャンセル回路（１６）と、キャンセル信号が印加される第２駆動部（１８）と、を有してなる、ことを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は、デジタル式電気音響変換装置に関する。

近年、音声信号をデジタル信号として出力する機能を備える楽音再生装置が普及している。このような楽音再生装置からのデジタル信号は、例えば、デジタル信号に応じて所望の音波を出力可能な電気音響変換装置（以下「デジタル式電気音響変換装置」という。）により、音波に変換される（例えば、特許文献１参照）。

このようなデジタル式電気音響変換装置には、例えば、屋内に設置されるスピーカや、使用者の耳（頭部）に装着されるイヤホンやヘッドホンがある。

デジタル式電気音響変換装置は、ダイナミック型の駆動ユニットと、音源からのデジタル信号に基づいて処理信号を生成する信号処理回路と、を備える。駆動ユニットは、振動板と、複数のボイスコイルと、を備える。各ボイスコイルは、処理信号により駆動（振動）される。その結果、デジタル式電気音響変換装置は、高域から低域まで高効率で音声信号に基づく音声（再生音）を再生する。

音声信号を音波に変換する電気音響変換装置の中には、外部環境の騒音（ノイズ）を低減（キャンセル）するシステム（以下「ＮＣシステム」という。）を備えた電気音響変換装置が知られている。

ＮＣシステムを備えた電気音響変換装置は、マイクロホンとノイズキャンセル回路（以下「ＮＣ回路」という。）を備える。マイクロホンは、電気音響変換装置の周囲のノイズを収音して、ノイズ信号を生成する。ＮＣ回路は、マイクロホンが生成したノイズ信号に応じたキャンセル信号を生成する。キャンセル信号は、ノイズ信号と音響的に逆相の信号である。電気音響変換装置は、キャンセル信号と音声信号とを合成した合成信号に基づいて、音波を生成する。その結果、ノイズは、電気音響変換装置が合成信号に基づいて生成した音波により音響的に相殺されて、キャンセルされる。

このようなＮＣシステムをデジタル式電気音響変換装置に組み込む場合、キャンセル信号の生成や、キャンセル信号と音声信号との合成などの信号処理は、例えば、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）を用いたデジタル処理にて実行される（例えば、特許文献２参照）。

特許文献２に開示されたＮＣシステムは、キャンセル信号の生成と、合成信号の生成と、を１つのＤＳＰを用いて実行する。そのため、同ＮＣシステムは、ノイズの種類に応じたキャンセル信号を適宜生成可能である。

特開２０１５−０６５６６１号公報 特開２０１７−０９８９９３号公報

ＤＳＰを用いたデジタル処理によりキャンセル信号を生成すると、ＤＳＰの演算量に応じて、キャンセル信号の生成に要する時間が増える（遅延時間が生じる）。その結果、キャンセル信号の位相は、キャンセルの対象であるノイズの位相に対して逆相とならず、ノイズの逆相に対して遅延時間に相当する位相分だけ遅れる（キャンセル信号とノイズの逆相との間で位相差が生じる）。また、ＤＳＰが備える加算回路（ミキサ）を用いたデジタル処理により合成信号を生成すると、加算回路の位相特性により、合成信号（キャンセル信号）の位相が変化する。その結果、キャンセル信号の位相は、キャンセルの対象であるノイズの位相の逆相とならず、逆相に対して位相の変化分だけずれる（キャンセル信号とノイズの逆相との間で位相差が生じる）。

このように、キャンセル信号とノイズの逆相との間で位相差が生じると、キャンセル信号は、ノイズを十分に相殺してキャンセルすることができない。

本発明は、以上のような従来技術の問題点を解消するためになされたもので、キャンセル信号と、ノイズの逆相と、の間の位相差を低減したＮＣシステムを備えたデジタル式電気音響変換装置を提供することを目的とする。

本発明にかかるデジタル式電気音響変換装置は、音源からのデジタル信号に基づいて、デジタル処理信号を生成する信号処理回路と、デジタル処理信号が印加される第１駆動部と、ノイズを収音してノイズ信号を生成する収音部と、ノイズ信号に基づいて、キャンセル信号を生成するノイズキャンセル回路と、キャンセル信号が印加される第２駆動部と、を有してなる、ことを特徴とする。

本発明によれば、キャンセル信号と、ノイズの逆相と、の間の位相差を低減したＮＣシステムを備えたデジタル式電気音響変換装置を提供することができる。

本発明にかかるデジタル式電気音響変換装置の実施の形態を示す斜視図である。 図１のデジタル式電気音響変換装置が備える第１放音ユニットの構成を示す模式図である。 本発明にかかるデジタル式電気音響変換装置の別の実施の形態を示す模式図である。 本発明にかかるデジタル式電気音響変換装置のさらに別の実施の形態を示す模式図である。 本発明にかかるデジタル式電気音響変換装置のさらに別の実施の形態を示す模式図である。 本発明にかかるデジタル式電気音響変換装置のさらに別の実施の形態を示す模式図である。 本発明にかかるデジタル式電気音響変換装置のさらに別の実施の形態を示す模式図である。

●デジタル式電気音響変換装置●
以下、図面を参照しながら、本発明にかかるデジタル式電気音響変換装置（以下「本装置」という。）の実施の形態について説明する。

本装置は、携帯型楽音再生機などの音源からの音声信号（デジタル信号）に基づいて、音波を出力する、例えば、スピーカやヘッドホン、イヤホンなどのデジタル式電気音響変換装置である。以下の説明では、本装置について、ヘッドホンを例に説明する。

●デジタル式電気音響変換装置（１）●
●デジタル式電気音響変換装置（１）の構成
図１は、本装置の実施の形態を示す斜視図である。

本装置１は、本装置１の使用者の頭部に装着されて、音源からの音声信号（デジタル信号）に基づいて、音波を出力する。本装置１は、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）ケーブル（不図示）を介して音源からの音声信号が入力される有線式のヘッドホンである。

なお、本装置は、例えば、ブルートゥース（登録商標）などの無線伝送を用いて音源から音声信号を受信する無線式のヘッドホンでもよい。

以下の説明において、本装置１の上下左右前後の方向は、本装置１が装着された使用者の上下左右前後の各方向と同じである。

本装置１は、第１放音ユニット１０と、第２放音ユニット２０と、連結部材３０と、を有してなる。第１放音ユニット１０については、後述する。

第２放音ユニット２０は、使用者の右耳の周囲に装着されて、音源からの音声信号に基づいて、音波を出力する。第２放音ユニット２０の構成は、後述する入力部と信号処理回路とを備えない点を除いて、第１放音ユニット１０の構成と共通する。すなわち、第２放音ユニット２０は、ハウジング２１と、イヤパッド２２と、収音部（不図示）と、ノイズキャンセル回路（不図示）と、第１駆動部（不図示）と、第２駆動部（不図示）と、を備える。

連結部材３０は、第１放音ユニット１０と第２放音ユニット２０とを連結する。

図２は、第１放音ユニット１０の構成を示す模式図である。

第１放音ユニット１０は、使用者の左耳の周囲に装着されて、音源からの音声信号に基づいて、音波を出力する。第１放音ユニット１０は、ハウジング１１と、イヤパッド１２と、入力部１３と、収音部１４と、信号処理回路１５と、ノイズキャンセル回路（以下「ＮＣ回路」という。）１６と、第１駆動部１７と、第２駆動部１８と、を備える。

ハウジング１１は、入力部１３と、信号処理回路１５と、ＮＣ回路１６と、第１駆動部１７と、第２駆動部１８と、を収容する。ハウジング１１は、バッフル板（不図示）を備える。

イヤパッド１２は、ハウジング１１と使用者の頭部との間の緩衝材である。イヤパッド１２は、本装置１が使用者の頭部に装着されたとき、ハウジング１１と、使用者の頭部と、の間に閉空間（以下「前空気室」という。）Ａ１を形成する。イヤパッド１２は、バッフル板（不図示）に取り付けられる。

入力部１３は、例えば、ＵＳＢ端子などのデジタル信号用の端子である。音源からの音声信号は、ＵＳＢケーブルを介して入力部１３に入力される。入力部１３に入力される音声信号は、デジタル信号である。

収音部１４は、ハウジング１１の外部のノイズを収音して、ノイズ信号を生成する。収音部１４は、フィードフォワードマイクロホン（以下「ＦＦマイクロホン」という。）１４１と、フィードバックマイクロホン（以下「ＦＢマイクロホン」という。）１４２と、を備える。

「ノイズ」は、携帯型楽音再生機などの音源とは異なる音源からハウジング１１や前空気室Ａ１に到達する音である。

ＦＦマイクロホン１４１は、ハウジング１１の外部のノイズを収音して、第１ノイズ信号を生成する。ＦＦマイクロホン１４１は、本発明における第１マイクロホンである。ＦＦマイクロホン１４１は、例えば、ハウジング１１内であって、ハウジング１１の外部のノイズを収音可能な位置に配置される。

ＦＢマイクロホン１４２は、ハウジング１１の外部のノイズのうち、イヤパッド１２を介して前空気室Ａ１内に進入したノイズと、第１駆動部１７が前空気室Ａ１に出力した音波（音声）と、を収音して、第２ノイズ信号を生成する。すなわち、第２ノイズ信号は、ノイズ成分と音声成分とを含む。ＦＢマイクロホン１４２は、本発明における第２マイクロホンである。ＦＢマイクロホン１４２は、例えば、バッフル板（不図示）に取り付けられて、前空気室Ａ１内に配置される。

なお、本発明におけるＦＢマイクロホンは、前空気室内に進入したノイズを収音可能であれば、ハウジング内に配置されてもよい。

信号処理回路１５は、音源からの音声信号をデジタル信号の状態で処理し、音声信号に応じて後述する第１振動板１７３を振動させるためのデジタル処理信号を生成する。信号処理回路１５は、例えば、ＤＳＰである。

「デジタル処理信号」は、例えば、音声信号にパルス密度変調（ＰＤＭ：Pulse-Density Modulation）処理を施したデジタル信号である。デジタル処理信号は、ケーブル（不図示）を介して、第１駆動部１７と、第２放音ユニット２０の第１駆動部（不図示）と、に伝送される。デジタル処理信号は、後述する音声用ボイスコイル１７１に印加される。

ＮＣ回路１６は、収音部１４からのノイズ信号（ＦＦマイクロホン１４１からの第１ノイズ信号とＦＢマイクロホン１４２からの第２ノイズ信号）に基づいて、キャンセル信号を生成する。ＮＣ回路１６は、第１フィルタ部１６１と、第２フィルタ部１６２と、加算部１６３と、アナログ−デジタルコンバータ（以下「ＡＤＣ」という。）１６４と、を備える。

「キャンセル信号」は、前空気室Ａ１内に進入したノイズを相殺（キャンセル）するように後述する第２振動板１８３を振動させるためのデジタル信号である。キャンセル信号は、第２駆動部１８の後述するノイズ用ボイスコイル１８１に印加される。

第１フィルタ部１６１は、第１ノイズ信号を解析して、前空気室Ａ１内に到達するまでのノイズの変化を予測する。第１フィルタ部１６１は、予測の結果に基づいて第１ノイズ信号の位相を反転させることにより、第１信号を生成する。

第２フィルタ部１６２は、第２ノイズ信号からノイズ成分を抽出して、位相を反転させる（逆相にする）ことにより、第２信号を生成する。

加算部１６３は、第１信号と第２信号とをアナログ処理により加算する、公知の加算器である。

第１フィルタ部１６１と第２フィルタ部１６２と加算部１６３とは、ノイズ信号をアナログ処理する、本発明におけるフィルタ部である。

ＡＤＣ１６４は、加算部１６３が加算して算出された信号をデジタル信号に変換して、キャンセル信号を生成する。

第１駆動部１７は、デジタル処理信号に基づいて、音波を生成して、音波を前空気室Ａ１に出力する。第１駆動部１７は、バッフル板（不図示）に取り付けられて、ハウジング１１内に配置される。第１駆動部１７は、音声用ボイスコイル１７１と、第１ボイスコイルボビン（不図示）と、第１振動板１７３と、第１磁気回路（不図示）と、を備える。

音声用ボイスコイル１７１は、信号処理回路１５からのデジタル処理信号により駆動（振動）して、デジタル処理信号に応じて第１振動板１７３を振動させる。音声用ボイスコイル１７１は、複数（３つ）の個別音声用ボイスコイル１７１ａ，１７１ｂ，１７１ｃを備える。

音声用ボイスコイル１７１に印加されるデジタル処理信号は、個別音声用ボイスコイル１７１ａ−１７１ｃそれぞれに対応した複数（本実施の形態では３つ）の個別デジタル処理信号を含む。個別デジタル処理信号のそれぞれは、対応する個別音声用ボイスコイル１７１ａ−１７１ｃに印加される。

個別音声用ボイスコイル１７１ａ−１７１ｃは、それぞれ異なる個別デジタル処理信号により駆動（振動）して、個別デジタル処理信号に応じて第１振動板１７３を振動させる。個別音声用ボイスコイル１７１ａ−１７１ｃは、第１振動板１７３に取り付けられ、後述する第１磁気回路の磁気ギャップ（不図示）内に配置される第１ボイスコイルボビンに巻装される（巻かれる）。このとき、個別音声用ボイスコイル１７１ａ−１７１ｃは、撚り合されて、第１振動板１７３に取り付けられる。そのため、高調波成分を含むデジタル信号を音声用ボイスコイル１７１に印加しても、表皮効果が生じ難く、音源からの音声信号に対して高域の再現性が劣化しない。

なお、個別音声用ボイスコイルは、束ねられてもよく、あるいは、同心円状に多層に重ねられてもよく、あるいは、並べて配置されてもよい。

第１振動板１７３は、音声用ボイスコイル１７１の駆動（振動）に応じて振動し、音波を生成して出力する。第１振動板１７３は、第１磁気回路に対して、振動可能である。

第１磁気回路は、磁界を発生させる。第１磁気回路は、磁束が均一な密度で通過する磁気ギャップ（不図示）を備える。音声用ボイスコイル１７１は、磁束を横切るように磁気ギャップ内に配置される。音声用ボイスコイル１７１は、音声用ボイスコイル１７１に印加されるデジタル処理信号により発生する電磁力により、第１磁気回路に対して振動する。その結果、第１振動板１７３は、音源からの音声信号に対応する音波を生成して、前空気室Ａ１に出力する。

第２駆動部１８は、キャンセル信号に基づいて、音波を生成して、音波を前空気室Ａ１に出力する。第２駆動部１８は、バッフル板（不図示）に取り付けられて、ハウジング１１内に配置される。第２駆動部１８は、ノイズ用ボイスコイル１８１と、第２ボイスコイルボビン（不図示）と、第２振動板１８３と、第２磁気回路（不図示）と、を備える。

なお、第２駆動部は、第１駆動部が取り付けられるバッフル板に取り付けられてもよく、あるいは、第１駆動部が取り付けられるバッフル板とは異なるバッフル板に取り付けられてもよい。すなわち、ハウジングは、駆動部の数と同数（本実施の形態では２つ）のバッフル板を備えてもよい。

ノイズ用ボイスコイル１８１は、ＮＣ回路１６からのキャンセル信号により駆動（振動）して、キャンセル信号に応じて第２振動板１８３を振動させる。ノイズ用ボイスコイル１８１は、第２振動板１８３に取り付けられ、後述する第２磁気回路の磁気ギャップ（不図示）内に配置される第２ボイスコイルボビンに巻装される（巻かれる）。

第２振動板１８３は、ノイズ用ボイスコイル１８１の駆動（振動）に応じて振動し、音波を生成して出力する。第２振動板１８３は、第２磁気回路に対して振動可能である。

第２磁気回路は、磁界を発生させる。第２磁気回路は、磁束が均一な密度で通過する磁気ギャップ（不図示）を備える。ノイズ用ボイスコイル１８１は、磁束を横切るように磁気ギャップ内に配置される。ノイズ用ボイスコイル１８１は、ノイズ用ボイスコイル１８１に印加されるキャンセル信号により発生する電磁力により、第２磁気回路に対して振動する。その結果、第２振動板１８３は、キャンセル信号に対応する音波を生成して、前空気室Ａ１に出力する。

●デジタル式電気音響変換装置（１）の動作
次に、本装置１の動作について、第１放音ユニット１０の動作を例に、図２を参照しながら説明する。

音源（不図示）からの音声信号は、入力部１３を介して、信号処理回路１５に入力される。信号処理回路１５は、デジタル信号である音声信号に基づいて、デジタル処理信号、すなわち、複数の個別デジタル処理信号を生成する。各個別デジタル処理信号は、デジタルアンプ（不図示）により増幅され、第１駆動部１７の対応する個別音声用ボイスコイル１７１ａ−１７１ｃに印加される。

ハウジング１１の外部のノイズは、ＦＦマイクロホン１４１に収音される。ＦＦマイクロホン１４１は、収音したノイズに基づいて、第１ノイズ信号を生成する。第１ノイズ信号は、ＮＣ回路１６に入力される。

一方、ハウジング１１の外部のノイズのうち、イヤパッド１２を通過して前空気室Ａ１内に進入したノイズは、ＦＢマイクロホン１４２に収音される。このとき、ＦＢマイクロホン１４２は、第１駆動部１７が前空気室Ａ１に出力した音声も収音する。ＦＢマイクロホン１４２は、収音したノイズと音声とに基づいて、第２ノイズ信号を生成する。第２ノイズ信号は、ＮＣ回路１６に入力される。

第１フィルタ部１６１は、第１ノイズ信号に基づいて、第１信号を生成する。第１信号は、第１ノイズ信号の逆相の信号である。第２フィルタ部１６２は、第２ノイズ信号に基づいて、第２キャンセル信号を生成する。第２キャンセル信号は、第２ノイズ信号からノイズ成分を抽出した（音声成分を除去（抑制）した）信号の逆相の信号である。ＮＣ回路１６は、第１信号と第２信号とを加算して、デジタル信号に変換することにより、キャンセル信号を生成する。キャンセル信号は、デジタルアンプ（不図示）により増幅され、第２駆動部１８のノイズ用ボイスコイル１８１に印加される。

ＮＣ回路１６において、キャンセル信号の生成（加算器１６３の出力）は、ＤＳＰなどによるデジタル処理を介さない、アナログ処理である。そのため、本装置１は、ＤＳＰを介したデジタル処理によりキャンセル信号を生成する従来の電気音響変換装置（以下「従来装置」という。）と比較して、キャンセル信号の生成に時間を必要としない。すなわち、本装置１が生成するキャンセル信号は、従来装置が生成するキャンセル信号よりも遅延しない。

音声用ボイスコイル１７１は、印加されたデジタル処理信号と、磁気ギャップ内の磁束と、の関係で発生する電磁力により、駆動（振動）する。一方、ノイズ用ボイスコイル１８１は、印加されたキャンセル信号と、磁気ギャップ内の磁束と、の関係で発生する電磁力により、駆動（振動）する。すなわち、第１振動板１７３は、音声用ボイスコイル１７１の振動により振動し、第２振動板１８３はノイズ用ボイスコイル１８１の振動により振動する。その結果、第１振動板１７３が出力した音波は、第２振動板１８３が出力した音波と、前空気室Ａ１内で音響的に合成される。

このように、第１駆動部１７はデジタル処理信号に基づいて音声を出力する音声専用の駆動部であり、第２駆動部１８はキャンセル信号に基づいてキャンセル音（前空気室Ａ１内に進入したノイズを相殺（抑制）する音）を出力するノイズキャンセル専用の駆動部である。すなわち、本装置１は、デジタル処理信号とキャンセル信号とをデジタル処理により電気的に加算する加算回路を必要としない。そのため、本装置１が生成するキャンセル信号は、加算回路の位相特性の影響を受けない。その結果、本装置１が生成するキャンセル信号の位相は、ＮＣ回路１６とノイズ用ボイスコイル１８１との間で変化しない。

第１振動板１７３が出力する音波（音）は、音源からの音声信号に基づく音声である。一方、第２振動板１８３が出力する音波（音）は、キャンセル音である。前述のとおり、本装置１が生成するキャンセル信号は、ノイズに対して遅延が少なく、位相の変化もない。すなわち、本装置１が出力するキャンセル音（本装置１が生成するキャンセル信号）の位相は、従来装置が出力するキャンセル音（従来装置が生成するキャンセル信号）よりも、ノイズの逆相に対する位相差が少ない。その結果、本装置１が出力するキャンセル音が前空気室Ａ１に進入したノイズと音響的に結合されたときのノイズキャンセル効果は、従来装置よりも高い。

●まとめ（１）
以上説明した実施の形態によれば、本装置１は、デジタル処理信号に基づいて音声を出力する音声専用の第１駆動部１７と、キャンセル信号に基づいてキャンセル音を出力するノイズキャンセル専用の第２駆動部１８を、を備える。そのため、キャンセル信号は、信号処理回路１５を経由することなく、ＮＣ回路１６により生成されて、ノイズ用ボイスコイル１８１に印加される。すなわち、本装置１は、従来装置と比較して、キャンセル信号の生成に時間を必要としない。つまり、本装置１が生成するキャンセル信号は、従来装置が生成するキャンセル信号よりも遅延しない。

また、音声信号が処理されたデジタル処理信号は、音声用ボイスコイル１７１に印加され、ノイズ信号が処理されたキャンセル信号は、ノイズ用ボイスコイル１８１に印加される。すなわち、キャンセル信号は、デジタル処理によるデジタル処理信号と電気的に加算されることなく、ノイズ用ボイスコイル１８１に印加される。すなわち、本装置１は、デジタル処理信号とキャンセル信号とをデジタル処理により電気的に加算する加算回路を必要としない。そのため、本装置１が生成するキャンセル信号は、加算回路の位相特性の影響を受けない。つまり、本装置１が生成するキャンセル信号の位相は、変化しない。

このように、本装置１は、従来装置と比較して、キャンセル信号の遅延や、キャンセル信号の位相の変化を生じない。すなわち、本装置１は、従来装置よりも、キャンセル信号と、ノイズの逆相と、の間の位相差を低減する。

また、以上説明した実施の形態によれば、ＮＣ回路１６は、アナログ処理により第１信号と第２信号とを生成して、加算する。ＮＣ回路１６は、第１信号と第２信号とを加算した信号をデジタル信号に変換して、キャンセル信号を生成する。そのため、本装置１は、従来装置よりもキャンセル信号の生成に時間を必要としない。すなわち、本装置１が生成するキャンセル信号は、従来装置が生成するキャンセル信号よりも遅延しない。

なお、以上説明した実施の形態における本装置１は、フィードフォワード型のノイズキャンセル機能と、フィードバック型のノイズキャンセル機能と、を組み合わせた、ハイブリッド型のノイズキャンセル機能を有する。これに代えて、本装置は、フィードフォワード型のノイズキャンセル機能のみを備えてもよく、あるいは、フィードバック型のノイズキャンセル機能のみを備えてもよい。すなわち、例えば、本装置は、ＦＦマイクロホンのみを備えてもよく、あるいは、ＦＢマイクロホンのみを備えてもよい。

●デジタル式電気音響変換装置（２）●
次に、本装置の別の実施の形態について、先に説明した実施の形態（以下「第１実施形態」という。）と異なる部分を中心に説明する。本実施の形態（以下「第２実施形態」という。）にかかるデジタル式電気音響変換装置は、ＮＣ回路の構成と、第２駆動部の構成と、が第１実施形態と異なる。

●デジタル式電気音響変換装置（２）の構成
図３は、本装置の別の実施の形態を示す模式図である。
同図は、本装置１Ａが備える第１放音ユニット１０Ａの構成のみを模式的に示す。同図において、他の図面と同じ符号を付された部材は、他の図面の部材と同じ機能を備える。

本装置１Ａは、第１放音ユニット１０Ａを有してなる。第１放音ユニット１０Ａは、ハウジング１１と、イヤパッド１２と、入力部１３と、収音部１４と、信号処理回路１５と、ＮＣ回路１６Ａと、第１駆動部１７と、第２駆動部１８Ａと、を備える。

ＮＣ回路１６Ａは、ＦＦマイクロホン１４１が生成した第１ノイズ信号に基づいて第１キャンセル信号を生成すると共に、ＦＢマイクロホン１４２が生成した第２ノイズ信号に基づいて第２キャンセル信号を生成する。ＮＣ回路１６Ａは、第１フィルタ部１６１Ａと、第２フィルタ部１６２Ａと、第１ＡＤＣ１６４Ａと、第２ＡＤＣ１６５Ａと、を備える。

第１フィルタ部１６１Ａは、第１ノイズ信号を解析して、前空気室Ａ１内に到達するまでのノイズの変化を予測する。第１フィルタ部１６１Ａは、予測の結果に基づいて第１ノイズ信号を反転させることにより、第１信号を生成する。第１信号は、第１ＡＤＣ１６４Ａに入力される。

第２フィルタ部１６２Ａは、第２ノイズ信号からノイズ成分を抽出して、位相を反転させる（逆相にする）ことにより、第２信号を生成する。第２信号は、第２ＡＤＣ１６５Ａに入力される。

第１ＡＤＣ１６４Ａは、第１フィルタ部１６１Ａが生成した第１信号をデジタル信号に変換して、第１キャンセル信号を生成する。第１キャンセル信号は、本発明におけるキャンセル信号に含まれる信号の例である。第１キャンセル信号は、第２駆動部１８Ａの後述する第１ノイズ用ボイスコイル１８１Ａａに印加される。

第２ＡＤＣ１６５Ａは、第２フィルタ部１６２Ａが生成した第２信号をデジタル信号に変換して、第２キャンセル信号を生成する。第２キャンセル信号は、本発明におけるキャンセル信号に含まれる信号の例である。第２キャンセル信号は、第２駆動部１８Ａの後述する第２ノイズ用ボイスコイル１８１Ａｂに印加される。

第１フィルタ部１６１Ａと第１ＡＤＣ１６４Ａとは、本発明における第１回路を構成する。第２フィルタ部１６２Ａと第２ＡＤＣ１６５Ａとは、本発明における第２回路を構成する。第１回路と第２回路とは、ノイズ信号をアナログ処理する、本発明におけるフィルタ部である。

第２駆動部１８Ａは、キャンセル信号（第１キャンセル信号、第２キャンセル信号）に基づいて、音波を生成して、音波を前空気室Ａ１に出力する。第２駆動部１８Ａは、バッフル板（不図示）に取り付けられて、ハウジング１１内に配置される。第２駆動部１８Ａは、ノイズ用ボイスコイル１８１Ａと、第２ボイスコイルボビン（不図示）と、第２振動板１８３Ａと、第２磁気回路（不図示）と、を備える。

ノイズ用ボイスコイル１８１Ａは、ＮＣ回路１６Ａからのキャンセル信号により駆動（振動）して、キャンセル信号に応じて第２振動板１８３Ａを振動させる。ノイズ用ボイスコイル１８１Ａは、第１ノイズ用ボイスコイル１８１Ａａと、第２ノイズ用ボイスコイル１８１Ａｂと、を備える。

第１ノイズ用ボイスコイル１８１Ａａは、第１キャンセル信号により駆動（振動）して、第１キャンセル信号に応じて第２振動板１８３Ａを振動させる。第２ノイズ用ボイスコイル１８１Ａｂは、第２キャンセル信号により駆動（振動）して、第２キャンセル信号に応じて第２振動板１８３Ａを振動させる。

第１ノイズ用ボイスコイル１８１Ａａと第２ノイズ用ボイスコイル１８１Ａｂとは、第２振動板１８３Ａに取り付けられ、第２磁気回路の磁気ギャップ（不図示）内に配置される第２ボイスコイルボビン（不図示）に巻装される（巻かれる）。すなわち、第１ノイズ用ボイスコイル１８１Ａａと第２ノイズ用ボイスコイル１８１Ａｂとは、共通の第２振動板１８３Ａに取り付けられる。このとき、第１ノイズ用ボイスコイル１８１Ａａは、第２ノイズ用ボイスコイル１８１Ａｂと共に撚り合されて第２振動板１８３Ａに取り付けられる。

第２振動板１８３Ａは、ノイズ用ボイスコイル１８１Ａの駆動（振動）に応じて振動し、音波を生成して出力する。第２振動板１８３Ａは、第２磁気回路に対して振動可能である。

第２磁気回路の構成は、第１実施形態における第２磁気回路の構成と同じである。ノイズ用ボイスコイル１８１Ａは、磁束を横切るように磁気ギャップ内に配置される。ノイズ用ボイスコイル１８１Ａは、ノイズ用ボイスコイル１８１Ａに印加されるキャンセル信号により発生する電磁力により、第２磁気回路に対して振動する。その結果、第２振動板１８３Ａは、キャンセル信号に対応する音波を生成して、前空気室Ａ１に出力する。

●デジタル式電気音響変換装置（２）の動作
次に、本装置１Ａの動作について、第１放音ユニット１０Ａの動作を例に、図３を参照しながら説明する。

入力部１３と信号処理回路１５と第１駆動部１７それぞれの動作は、第１実施形態における入力部１３と信号処理回路１５と第１駆動部１７それぞれの動作と同じである。

第１フィルタ部１６１Ａは、第１ノイズ信号に基づいて、第１信号を生成する。第１信号は、第１ノイズ信号の逆相の信号である。第１ＡＤＣ１６４Ａは、第１信号をデジタル信号に変換することにより第１キャンセル信号を生成する。すなわち、第１回路は、第１ノイズ信号に基づいて、第１キャンセル信号を生成する。第１キャンセル信号は、デジタルアンプ（不図示）により増幅され、第１ノイズ用ボイスコイル１８１Ａａに印加される。

第２フィルタ部１６２Ａは、第２ノイズ信号に基づいて、第２信号を生成する。第２信号は、第２ノイズ信号からノイズ成分を抽出した（音声成分を除去（抑制）した）信号の逆相の信号である。第２ＡＤＣ１６５Ａは、第２信号をデジタル信号に変換することにより第２キャンセル信号を生成する。すなわち、第２回路は、第２ノイズ信号に基づいて、第２キャンセル信号を生成する。第２キャンセル信号は、デジタルアンプ（不図示）により増幅され、第２ノイズ用ボイスコイル１８１Ａｂに印加される。

ＮＣ回路１６Ａによるキャンセル信号（第１キャンセル信号、第２キャンセル信号）の生成は、ＤＳＰなどによるデジタル処理を介さない、アナログ処理である。そのため、本装置１Ａは、従来装置と比較して、キャンセル信号の生成に時間を必要としない。すなわち、本装置１Ａが生成するキャンセル信号は、従来装置が生成するキャンセル信号よりも遅延しない。

音声用ボイスコイル１７１は、印加されたデジタル処理信号と、磁気ギャップ内の磁束と、の関係で発生する電磁力により、駆動（振動）する。第１振動板１７３は、音声用ボイスコイル１７１の振動により振動する。

第１ノイズ用ボイスコイル１８１Ａａは、印加された第１キャンセル信号と、磁気ギャップ内の磁束と、の関係で発生する電磁力により、駆動（振動）する。一方、第２ノイズ用ボイスコイル１８１Ａｂは、印加された第２キャンセル信号と、磁気ギャップ内の磁束と、の関係で発生する電磁力により、駆動（振動）する。第２振動板１８３Ａは、第１ノイズ用ボイスコイル１８１Ａａの振動と、第２ノイズ用ボイスコイル１８１Ａｂの振動と、により振動する。すなわち、第２振動板１８３Ａの振動は、第１ノイズ用ボイスコイル１８１Ａａの振動と、第２ノイズ用ボイスコイル１８２Ａｂの振動と、が混合された振動である。換言すれば、第１キャンセル信号と第２キャンセル信号とは、第２振動板１８３Ａにおいて機械的に合成される。

前述のとおり、第１振動板１７３は音声用ボイスコイル１７１の振動により振動し、第２振動板１８３Ａはノイズ用ボイスコイル１８１Ａ（第１ノイズ用ボイスコイル１８１Ａａ、第２ノイズ用ボイスコイル１８１Ａｂ）の振動により振動する。その結果、第１振動板１７３が出力した音波は、第２振動板１８３Ａが出力した音波と、前空気室Ａ１内で音響的に合成される。

このように、第１駆動部１７はデジタル処理信号に基づいて音声を出力する音声専用の駆動部であり、第２駆動部１８Ａはキャンセル信号に基づいてキャンセル音を出力するノイズキャンセル専用の駆動部である。すなわち、本装置１Ａは、デジタル処理信号とキャンセル信号とをデジタル処理により加算する加算回路を必要としない。そのため、本装置１Ａが生成するキャンセル信号は、加算回路の位相特性の影響を受けない。その結果、本装置１Ａが生成するキャンセル信号の位相は、ＮＣ回路１６Ａとノイズ用ボイスコイル１８１Ａとの間で変化しない。

ここで、第１実施形態における本装置１は、ＮＣ回路１６により第１信号と第２信号とを加算する。そのため、本装置１の第１信号は、ノイズ用ボイスコイル１８１に印加される前に、第２信号に含まれ得る音声成分（ＮＣ回路１６により除去しきれずに残留した音声成分）の影響を受け得る。一方、第１実施形態における本装置１の第２信号も、第１信号による電気的な影響を受け得る。

しかし、本装置１Ａの第１キャンセル信号は、第２キャンセル信号と加算されることなく第１ノイズ用ボイスコイル１８１Ａａに印加される。そのため、第１ノイズ用ボイスコイル１８１Ａａは、第２キャンセル信号に含まれ得る音声成分（第２フィルタ部１６２Ａにより除去しきれずに残留した音声成分）の影響を受けない。また、第２キャンセル信号は、第１キャンセル信号と加算されることなく第２ノイズ用ボイスコイル１８１Ａｂに印加される。そのため、第２ノイズ用ボイスコイル１８１Ａｂは、第１キャンセル信号の影響を受けない。その結果、本装置１Ａの第２駆動部１８Ａは、第１信号と第２信号とを加算して生成されるキャンセル信号で動作する第１実施形態における第２駆動部１８よりも、第１キャンセル信号（第１信号）と第２キャンセル信号（第２信号）とに忠実に振動する。すなわち、本装置１Ａは、第１実施形態における本装置１よりもキャンセル信号（第１キャンセル信号、第２キャンセル信号）に忠実なノイズキャンセル効果を奏する。

●まとめ（２）
以上説明した実施の形態によれば、本装置１Ａは、デジタル処理信号に基づいて音声を出力する音声専用の第１駆動部１７と、キャンセル信号に基づいてキャンセル音を出力するノイズキャンセル専用の第２駆動部１８Ａを、を備える。そのため、本装置１Ａは、第１実施形態における本装置１と同様に、従来装置と比較して、キャンセル信号の遅延や、キャンセル信号の位相の変化を生じない。すなわち、本装置１Ａは、従来装置よりも、キャンセル信号と、ノイズの逆相と、の間の位相差を低減する。

また、以上説明した実施の形態によれば、本装置１Ａは、第１キャンセル信号専用の第１ノイズ用ボイスコイル１８１Ａａと、第２キャンセル信号専用の第２ノイズ用ボイスコイル１８１Ａｂと、を備える。そのため、第１ノイズ用ボイスコイル１８１Ａａは第２キャンセル信号に含まれ得る音声成分の影響を受けず、第２ノイズ用ボイスコイル１８１Ａｂは第１キャンセル信号の影響を受けない。その結果、本装置１Ａは、第１実施形態における本装置１よりもキャンセル信号（第１キャンセル信号、第２キャンセル信号）に忠実なノイズキャンセル効果を奏する。

●デジタル式電気音響変換装置（３）●
次に、本装置のさらに別の実施の形態について、先に説明した実施の形態（第１実施形態、第２実施形態）と異なる部分を中心に説明する。本実施の形態（以下「第３実施形態」という。）にかかるデジタル式電気音響変換装置は、ＮＣ回路の構成が第１実施形態と異なり、ＮＣ回路の動作と第１駆動部の構成と第２駆動部の動作とが第１実施形態と第２実施形態と異なる。

●デジタル式電気音響変換装置（３）の構成
図４は、本装置のさらに別の実施の形態を示す模式図である。
同図は、本装置１Ｂが備える第１放音ユニット１０Ｂの構成のみを模式的に示す。同図において、他の図面と同じ符号を付された部材は、他の図面の部材と同じ機能を備える。

本装置１Ｂは、第１放音ユニット１０Ｂを有してなる。第１放音ユニット１０Ｂは、ハウジング１１と、イヤパッド１２と、入力部１３と、収音部１４と、信号処理回路１５と、ＮＣ回路１６Ｂと、第１駆動部１７Ｂと、第２駆動部１８Ｂと、を備える。

ＮＣ回路１６Ｂは、ＦＦマイクロホン１４１が生成した第１ノイズ信号に基づいて第１キャンセル信号を生成すると共に、ＦＢマイクロホン１４２が生成した第２ノイズ信号に基づいて第２キャンセル信号を生成する。ＮＣ回路１６Ｂは、第１フィルタ部１６１Ｂと、第２フィルタ部１６２Ｂと、第１ＡＤＣ１６４Ｂと、第２ＡＤＣ１６５Ｂと、を備える。

第１フィルタ部１６１Ｂの構成は、第２実施形態の第１フィルタ部１６１Ａの構成と共通する。

第２フィルタ部１６２Ｂの構成は、第２実施形態の第２フィルタ部１６２Ａの構成と共通する。

第１ＡＤＣ１６４Ｂは、第１フィルタ部１６１Ｂが生成した第１信号をデジタル信号に変換して、第１キャンセル信号を生成する。第１キャンセル信号は、第１駆動部１７Ｂの後述する第１ノイズ用ボイスコイル１７２Ｂに印加される。

第２ＡＤＣ１６５Ｂは、第２フィルタ部１６２Ｂが生成した第２信号をデジタル信号に変換して、第２キャンセル信号を生成する。第２キャンセル信号は、本発明におけるキャンセル信号に含まれる信号の例である。第２キャンセル信号は、第２駆動部１８Ｂの後述する第２ノイズ用ボイスコイル１８１Ｂに印加される。

第１フィルタ部１６１Ｂと第１ＡＤＣ１６４Ｂとは、本発明における第１回路を構成する。第２フィルタ部１６２Ｂと第２ＡＤＣ１６５Ｂとは、本発明における第２回路を構成する。第１回路と第２回路とは、ノイズ信号をアナログ処理する、本発明におけるフィルタ部である。

第１駆動部１７Ｂは、デジタル処理信号とキャンセル信号（第１キャンセル信号）とに基づいて、音波を生成して、音波を前空気室Ａ１に出力する。第１駆動部１７Ｂは、バッフル板（不図示）に取り付けられて、ハウジング１１内に配置される。第１駆動部１７Ｂは、音声用ボイスコイル１７１Ｂと、第１ノイズ用ボイスコイル１７２Ｂと、第１ボイスコイルボビン（不図示）と、第１振動板１７３Ｂと、第１磁気回路（不図示）と、を備える。

音声用ボイスコイル１７１Ｂの構成は、第１実施形態における音声用ボイスコイル１７１の構成と共通する。すなわち、音声用ボイスコイル１７１は、複数（３つ）の個別音声用ボイスコイル１７１Ｂａ，１７１Ｂｂ，１７１Ｂｃを備える。

第１ノイズ用ボイスコイル１７２Ｂは、ＮＣ回路１６Ｂからの第１キャンセル信号により駆動（振動）して、第１キャンセル信号に応じて第１振動板１７３Ｂを振動させる。音声用ボイスコイル１７１Ｂと第１ノイズ用ボイスコイル１７２Ｂとは、第１振動板１７３に取り付けられ、第１磁気回路の磁気ギャップ内に配置される第１ボイスコイルボビンに巻装される（巻かれる）。すなわち、音声用ボイスコイル１７１Ｂと第１ノイズ用ボイスコイル１７２Ｂとは、共通の第１振動板１７３Ｂに取り付けられる。このとき、第１ノイズ用ボイスコイル１７２Ｂは、音声用ボイスコイル１７１Ｂと共に撚り合されて、第１振動板１７３Ｂに取り付けられる。

第１振動板１７３Ｂは、音声用ボイスコイル１７１Ｂの駆動（振動）と第１ノイズ用ボイスコイル１７２Ｂの駆動（振動）とに応じて振動し、音波を生成して出力する。第１振動板１７３Ｂは、第１磁気回路に対して、振動可能である。

第２駆動部１８Ｂは、キャンセル信号（第２キャンセル信号）に基づいて、音波を生成して、音波を前空気室Ａ１に出力する。第２駆動部１８Ｂは、バッフル板（不図示）に取り付けられて、ハウジング１１内に配置される。第２駆動部１８Ｂは、第２ノイズ用ボイスコイル１８１Ｂと、第２ボイスコイルボビン（不図示）と、第２振動板１８３Ｂと、第２磁気回路（不図示）と、を備える。

第２ノイズ用ボイスコイル１８１Ｂは、ＮＣ回路１６Ｂからの第２キャンセル信号により駆動（振動）して、第２キャンセル信号に応じて第２振動板１８３Ｂを振動させる。第２ノイズ用ボイスコイル１８１Ｂは、第２振動板１８３Ｂに取り付けられ、第２磁気回路の磁気ギャップ（不図示）内に配置される第２ボイスコイルボビンに巻装される（巻かれる）。

第２振動板１８３Ｂは、第２ノイズ用ボイスコイル１８１Ｂの駆動（振動）に応じて振動し、音波を生成して出力する。第２振動板１８３Ｂは、第２磁気回路に対して、振動可能である。

第２磁気回路の構成は、第１実施形態における第２磁気回路の構成と同じである。第２ノイズ用ボイスコイル１８１Ｂは、磁束を横切るように磁気ギャップ内に配置される。第２ノイズ用ボイスコイル１８１Ｂは、第２ノイズ用ボイスコイル１８１Ｂに印加される第２キャンセル信号により発生する電磁力により、第２磁気回路に対して振動する。その結果、第２振動板１８３Ｂは、第２キャンセル信号に対応する音波を生成して、前空気室Ａ１に出力する。

●デジタル式電気音響変換装置（３）の動作
次に、本装置１Ｂの動作について、第１放音ユニット１０Ｂの動作を例に、図４を参照しながら説明する。

入力部１３と信号処理回路１５それぞれの動作は、第１実施形態における入力部１３と信号処理回路１５それぞれの動作と同じである。

第１フィルタ部１６１Ｂは、第１ノイズ信号に基づいて、第１信号を生成する。第１ＡＤＣ１６４Ｂは、第１信号をデジタル信号に変換することにより第１キャンセル信号を生成する。すなわち、第１回路は、第１ノイズ信号に基づいて、第１キャンセル信号を生成する。第１キャンセル信号は、デジタルアンプ（不図示）により増幅され、第１駆動部１７Ｂの第１ノイズ用ボイスコイル１７２Ｂに印加される。

第２フィルタ部１６２Ｂは、第２ノイズ信号に基づいて、第２信号を生成する。第２ＡＤＣ１６５Ｂは、第２信号をデジタル信号に変換することにより第２キャンセル信号を生成する。すなわち、第２回路は、第２ノイズ信号に基づいて、第２キャンセル信号を生成する。第２キャンセル信号は、デジタルアンプ（不図示）により増幅され、第２駆動部１８Ｂの第２ノイズ用ボイスコイル１８１Ｂに印加される。

ＮＣ回路１６Ｂによるキャンセル信号（第１キャンセル信号、第２キャンセル信号）の生成は、ＤＳＰなどによるデジタル処理を介さない、アナログ処理である。そのため、本装置１Ｂは、従来装置と比較して、キャンセル信号の生成に時間を必要としない。すなわち、本装置１Ｂが生成するキャンセル信号は、従来装置が生成するキャンセル信号よりも遅延しない。

音声用ボイスコイル１７１Ｂは、印加されたデジタル処理信号と、磁気ギャップ内の磁束と、の関係で発生する電磁力により、駆動（振動）する。一方、第１ノイズ用ボイスコイル１７２Ｂは、印加された第１キャンセル信号と、磁気ギャップ内の磁束と、の関係で発生する電磁力により、駆動（振動）する。第１振動板１７３Ｂは、音声用ボイスコイル１７１Ｂの振動と、第１ノイズ用ボイスコイル１７２Ｂの振動と、により振動する。すなわち、第１振動板１７３Ｂの振動は、音声用ボイスコイル１７１Ｂの振動と、第１ノイズ用ボイスコイル１７２Ｂの振動と、が混合された振動である。換言すれば、デジタル処理信号と第１キャンセル信号とは、第１振動板１７３Ｂにおいて機械的に合成される。

第２ノイズ用ボイスコイル１８１Ｂは、印加された第２キャンセル信号と、磁気ギャップ内の磁束と、の関係で発生する電磁力により、駆動（振動）する。第２振動板１８３Ｂは、第２ノイズ用ボイスコイル１８１Ｂの振動により振動する。

前述のとおり、第１振動板１７３Ｂは音声用ボイスコイル１７１Ｂの振動と第１ノイズ用ボイスコイル１７２Ｂの振動により振動し、第２振動板１８３Ｂは第２ノイズ用ボイスコイル１８１Ｂの振動により振動する。その結果、第１振動板１７３Ｂが出力した音波は、第２振動板１８３Ｂが出力した音波と、前空気室Ａ１内で音響的に合成される。

このように、本装置１Ｂは、加算回路を介することなく、デジタル処理信号と第１キャンセル信号とを第１振動板１７３Ｂで直接合成する。また、第２駆動部１８Ｂは、第２キャンセル信号に基づいてキャンセル音の一部を出力するノイズキャンセル専用の駆動部である。すなわち、本装置１Ｂは、デジタル処理信号とキャンセル信号（第１キャンセル信号、第２キャンセル信号）とをデジタル処理により加算する加算回路を必要としない。そのため、本装置１Ｂが生成するキャンセル信号は、加算回路の位相特性の影響を受けない。その結果、本装置１Ｂが生成する第１キャンセル信号の位相は、ＮＣ回路１６Ｂと第１ノイズ用ボイスコイル１７２Ｂとの間で変化しない。本装置１Ｂが生成する第２キャンセル信号の位相は、ＮＣ回路１６Ｂと第２ノイズ用ボイスコイル１８１Ｂとの間で変化しない。

本装置１Ｂの第１キャンセル信号は、第２キャンセル信号と加算されることなく第１ノイズ用ボイスコイル１７２Ｂに印加される。そのため、第１ノイズ用ボイスコイル１７２Ｂは、第２キャンセル信号に含まれ得る音声成分（第２フィルタ部１６２Ｂにより除去しきれずに残留した音声成分）の影響を受けない。また、第２キャンセル信号は、第１キャンセル信号と加算されることなく第２ノイズ用ボイスコイル１８１Ｂに印加される。そのため、第２ノイズ用ボイスコイル１８１Ｂは、第１キャンセル信号の影響を受けない。その結果、本装置１Ｂの第１駆動部１７Ｂは、第１実施形態における第２駆動部１８よりも、第１キャンセル信号に忠実に振動する。本装置１Ｂの第２駆動部１８Ｂは、第１実施形態における第２駆動部１８よりも、第２キャンセル信号（第２信号）に忠実に振動する。すなわち、本装置１Ｂは、第１実施形態における本装置１よりもキャンセル信号（第１キャンセル信号、第２キャンセル信号）に忠実なノイズキャンセル効果を奏する。

●まとめ（３）
以上説明した実施の形態によれば、本装置１Ｂは、第１キャンセル信号を第１駆動部１７Ｂに印加し、第２キャンセル信号を第２駆動部１８Ｂに印加する。そのため、本装置１Ｂは、第１実施形態における本装置１と同様に、従来装置と比較して、キャンセル信号の遅延や、キャンセル信号の位相の変化を生じない。すなわち、本装置１Ｂは、従来装置よりも、キャンセル信号と、ノイズの逆相と、の間の位相差を低減する。

また、以上説明した実施の形態によれば、本装置１Ｂは、第１キャンセル信号専用の第１ノイズ用ボイスコイル１７２Ｂと、第２キャンセル信号専用の第２ノイズ用ボイスコイル１８１Ｂと、を備える。そのため、本装置１Ｂは、第２実施形態における本装置１Ａと同様に、第１実施形態における本装置１よりもキャンセル信号（第１キャンセル信号、第２キャンセル信号）に忠実なノイズキャンセル効果を奏する。

●デジタル式電気音響変換装置（４）●
次に、本装置のさらに別の実施の形態について、先に説明した実施の形態（第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態）と異なる部分を中心に説明する。本実施の形態（以下「第４実施形態」という。）にかかるデジタル式電気音響変換装置は、ＮＣ回路の動作が第３実施形態と異なり、第３駆動部を備える点が先に説明した実施の形態と異なる。

●デジタル式電気音響変換装置（４）の構成
図５は、本装置のさらに別の実施の形態を示す模式図である。
同図は、本装置１Ｃが備える第１放音ユニット１０Ｃの構成のみを模式的に示す。同図において、他の図面と同じ符号を付された部材は、他の図面の部材と同じ機能を備える。

本装置１Ｃは、第１放音ユニット１０Ｃを有してなる。第１放音ユニット１０Ｃは、ハウジング１１と、イヤパッド１２と、入力部１３と、収音部１４と、信号処理回路１５と、ＮＣ回路１６Ｃと、第１駆動部１７と、第２駆動部１８Ｂと、第３駆動部１９と、を備える。

ＮＣ回路１６Ｃは、ＦＦマイクロホン１４１が生成した第１ノイズ信号に基づいて第１キャンセル信号を生成すると共に、ＦＢマイクロホン１４２が生成した第２ノイズ信号に基づいて第２キャンセル信号を生成する。ＮＣ回路１６Ｃは、第１フィルタ部１６１Ｃと、第２フィルタ部１６２Ｃと、第１ＡＤＣ１６４Ｃと、第２ＡＤＣ１６５Ｃと、を備える。

第１フィルタ部１６１Ｃの構成は、第２実施形態の第１フィルタ部１６１Ａの構成と共通する。

第２フィルタ部１６２Ｃの構成は、第２実施形態の第２フィルタ部１６２Ａの構成と共通する。

第１ＡＤＣ１６４Ｃは、第１フィルタ部１６１Ｃが生成した第１信号をデジタル信号に変換して、第１キャンセル信号を生成する。第１キャンセル信号は、第３駆動部１９の後述する第１ノイズ用ボイスコイル１９１に印加される。

第２ＡＤＣ１６５Ｃは、第２フィルタ部１６２Ｃが生成した第２信号をデジタル信号に変換して、第２キャンセル信号を生成する。第２キャンセル信号は、第２駆動部１８Ｂの第２ノイズ用ボイスコイル１８１Ｂに印加される。

第１フィルタ部１６１Ｃと第１ＡＤＣ１６４Ｃとは、本発明における第１回路を構成する。第２フィルタ部１６２Ｃと第２ＡＤＣ１６５Ｃとは、本発明における第２回路を構成する。第１回路と第２回路とは、ノイズ信号をアナログ処理する、本発明におけるフィルタ部である。

第３駆動部１９は、キャンセル信号（第１キャンセル信号）に基づいて、音波を生成して、音波を前空気室Ａ１に出力する。第３駆動部１９は、バッフル板（不図示）に取り付けられて、ハウジング１１内に配置される。第３駆動部１９は、第１ノイズ用ボイスコイル１９１と、第３ボイスコイルボビン（不図示）と、第３振動板１９３と、第３磁気回路（不図示）と、を備える。

第１ノイズ用ボイスコイル１９１は、ＮＣ回路１６Ｃからの第１キャンセル信号により駆動（振動）して、第１キャンセル信号に応じて第３振動板１９３を振動させる。第１ノイズ用ボイスコイル１９１は、第３振動板１９３に取り付けられ、第３磁気回路の磁気ギャップ（不図示）内に配置される第３ボイスコイルボビンに巻装される（巻かれる）。

第３振動板１９３は、第１ノイズ用ボイスコイル１９１の駆動（振動）に応じて振動し、音波を生成して出力する。第３振動板１９３は、第３磁気回路に対して、振動可能である。

第３磁気回路の構成は、第２磁気回路の構成と共通する。第１ノイズ用ボイスコイル１９１は、磁束を横切るように磁気ギャップ内に配置される。第１ノイズ用ボイスコイル１９１は、第１ノイズ用ボイスコイル１９１に印加される第１キャンセル信号により発生する電磁力により、第３磁気回路に対して振動する。その結果、第３振動板１９３は、第１キャンセル信号に対応する音波を生成して、前空気室Ａ１に出力する。

●デジタル式電気音響変換装置（４）の動作
次に、本装置１Ｃの動作について、第１放音ユニット１０Ｃの動作を例に、図５を参照しながら説明する。

入力部１３と信号処理回路１５と第１駆動部１７それぞれの動作は、第１実施形態における入力部１３と信号処理回路１５と第１駆動部１７それぞれの動作と同じである。

第１フィルタ部１６１Ｃは、第１ノイズ信号に基づいて、第１信号を生成する。第１ＡＤＣ１６４Ｃは、第１信号をデジタル信号に変換することにより第１キャンセル信号を生成する。すなわち、第１回路は、第１ノイズ信号に基づいて、第１キャンセル信号を生成する。第１キャンセル信号は、デジタルアンプ（不図示）により増幅され、第３駆動部１９の第１ノイズ用ボイスコイル１９１に印加される。

第２フィルタ部１６２Ｃは、第２ノイズ信号に基づいて、第２信号を生成する。第２ＡＤＣ１６５Ｃは、第２信号をデジタル信号に変換することにより第２キャンセル信号を生成する。すなわち、第２回路は、第２ノイズ信号に基づいて、第２キャンセル信号を生成する。第２キャンセル信号は、デジタルアンプ（不図示）により増幅され、第２駆動部１８Ｂの第２ノイズ用ボイスコイル１８１Ｂに印加される。

ＮＣ回路１６Ｃによるキャンセル信号（第１キャンセル信号、第２キャンセル信号）の生成は、ＤＳＰなどによるデジタル処理を介さない、アナログ処理である。そのため、本装置１Ｃは、従来装置と比較して、キャンセル信号の生成に時間を必要としない。すなわち、本装置１Ｃが生成するキャンセル信号は、従来装置が生成するキャンセル信号よりも遅延しない。

音声用ボイスコイル１７１は、印加されたデジタル処理信号と、磁気ギャップ内の磁束と、の関係で発生する電磁力により、駆動（振動）する。第１ノイズ用ボイスコイル１９１は、印加された第１キャンセル信号と、磁気ギャップ内の磁束と、の関係で発生する電磁力により、駆動（振動）する。第２ノイズ用ボイスコイル１８１Ｂは、印加された第２キャンセル信号と、磁気ギャップ内の磁束と、の関係で発生する電磁力により、駆動（振動）する。第１振動板１７３は音声用ボイスコイル１７１の振動により振動し、第２振動板１８３Ｂは第２ノイズ用ボイスコイル１８１Ｂの振動により振動し、第３振動板１９３は第１ノイズ用ボイスコイル１９１の振動により振動する。その結果、第１振動板１７３が出力した音波は、第２振動板１８３Ｂが出力した音波と、第３振動板１９３が出力した音波と、前空気室Ａ１内で音響的に合成される。

このように、第１駆動部１７はデジタル処理信号に基づいて音声を出力する音声専用の駆動部であり、第２駆動部１８Ｂと第３駆動部１９とはキャンセル信号に基づいてキャンセル音を出力するノイズキャンセル専用の駆動部である。すなわち、本装置１Ｃは、デジタル処理信号とキャンセル信号とをデジタル処理により加算する加算回路を必要としない。そのため、本装置１Ｃが生成するキャンセル信号は、加算回路の位相特性の影響を受けない。その結果、本装置１Ａが生成するキャンセル信号の位相は、ＮＣ回路１６Ａとノイズ用ボイスコイル１８１Ａとの間で変化しない。その結果、本装置１Ｃが生成する第１キャンセル信号の位相は、ＮＣ回路１６Ｃと第１ノイズ用ボイスコイル１９１との間で変化しない。本装置１Ｃが生成する第２キャンセル信号の位相は、ＮＣ回路１６Ｃと第２ノイズ用ボイスコイル１８１Ｂとの間で変化しない。

本装置１Ｃの第１キャンセル信号は、第２キャンセル信号と加算されることなく第１ノイズ用ボイスコイル１９１に印加される。そのため、第１ノイズ用ボイスコイル１９１は、第２キャンセル信号に含まれ得る音声成分（第２フィルタ部１６２Ｃにより除去しきれずに残留した音声成分）の影響を受けない。また、第２キャンセル信号は、第１キャンセル信号と加算されることなく第２ノイズ用ボイスコイル１８１Ｂに印加される。そのため、第２ノイズ用ボイスコイル１８１Ｂは、第１キャンセル信号の影響を受けない。その結果、本装置１Ｃの第３駆動部１９は、第１実施形態における第２駆動部１８よりも、第１キャンセル信号に忠実に振動する。本装置１Ｃの第２駆動部１８Ｂは、第１実施形態における第２駆動部１８よりも、第２キャンセル信号（第２信号）に忠実に振動する。すなわち、本装置１Ｃは、第１実施形態における本装置１よりもキャンセル信号（第１キャンセル信号、第２キャンセル信号）に忠実なノイズキャンセル効果を奏する。

●まとめ（４）
以上説明した実施の形態によれば、本装置１Ｃは、デジタル処理信号を第１駆動部１７に印加し、第１キャンセル信号を第３駆動部１９に印加し、第２キャンセル信号を第２駆動部１８Ｂに印加する。そのため、本装置１Ｂは、第１実施形態における本装置１と同様に、従来装置と比較して、キャンセル信号の遅延や、キャンセル信号の位相の変化を生じない。すなわち、本装置１Ｃは、従来装置よりも、キャンセル信号と、ノイズの逆相と、の間の位相差を低減する。

また、以上説明した実施の形態によれば、本装置１Ｃは、第１キャンセル信号専用の第１ノイズ用ボイスコイル１９１と、第２キャンセル信号専用の第２ノイズ用ボイスコイル１８１Ｂと、を備える。そのため、本装置１Ｃは、第２実施形態における本装置１Ａと同様に、第１実施形態における本装置１よりもキャンセル信号（第１キャンセル信号、第２キャンセル信号）に忠実なノイズキャンセル効果を奏する。

なお、以上説明した実施の形態において、本発明におけるＮＣ回路は、第１ＡＤＣを備えなくてもよく、あるいは、第２ＡＤＣを備えなくてもよい。すなわち、例えば、ＮＣ回路は、アナログ信号として第１キャンセル信号を生成して、第３駆動部の第１ノイズ用ボイスコイルに供給する。

図６は、本装置のさらに別の実施の形態を示す模式図である。
同図は、本装置１Ｄが備える第１放音ユニット１０Ｄの構成のみを模式的に示す。同図において、他の図面と同じ符号を付された部材は、他の図面の部材と同じ機能を備える。本装置１Ｄの構成は、ＮＣ回路１６Ｄが第１ＡＤＣを備えない点を除き、第４実施形態における本装置１Ｃの構成と共通する。ＮＣ回路１６Ｄは、第１フィルタ部１６１Ｃからの第１信号を第１キャンセル信号として第１ノイズ用ボイスコイル１９１に印加する。すなわち、ＮＣ回路１６Ｄは、アナログ信号である第１キャンセル信号と、デジタル信号である第２キャンセル信号と、を生成する。つまり、ＮＣ回路１６Ｄは、ＦＦマイクロホン１４１からの第１ノイズ信号に基づいてアナログ信号である第１キャンセル信号を生成して第１ノイズ用ボイスコイル１９１に供給し、ＦＢマイクロホン１４２からの第２ノイズ信号に基づいてデジタル信号である第２キャンセル信号を生成して第２ノイズ用ボイスコイル１８１Ｂに供給する。

なお、本発明におけるＮＣ回路は、ＮＣ回路１６Ｃから第２ＡＤＣ１６５Ｃのみを除いた構成としてもよい。この構成のＮＣ回路は、ＦＦマイクロホン１４１からの第１ノイズ信号に基づいてデジタル信号である第１キャンセル信号を生成して第１ノイズ用ボイスコイル１９１に供給し、ＦＢマイクロホン１４２からの第２ノイズ信号に基づいてアナログ信号である第２キャンセル信号を生成して第２ノイズ用ボイスコイル１８１Ｂに供給する。

●まとめ（その他）
なお、以上説明した各実施の形態において、本発明におけるＮＣ回路は、ＡＤＣ（第１ＡＤＣ、第２ＡＤＣ）を備えなくてもよい。すなわち、例えば、ＮＣ回路は、アナログ信号としてキャンセル信号（第１キャンセル信号、第２キャンセル信号）を生成して、同キャンセル信号をノイズ用ボイスコイル（第１ノイズ用ボイスコイル、第２ノイズ用ボイスコイル）に印加してもよい。

図７は、本装置のさらに別の実施の形態を示す模式図である。
同図は、本装置１Ｅが備える第１放音ユニット１０Ｅの構成のみを模式的に示す。同図において、他の図面と同じ符号を付された部材は、他の図面の部材と同じ機能を備える。本装置１Ｅの構成は、ＮＣ回路１６ＥがＡＤＣを備えない点を除き、第１実施形態における本装置１の構成と共通する。ＮＣ回路１６Ｅは、第１信号と第２信号とを加算して、アナログ信号であるキャンセル信号を生成する。キャンセル信号は、アナログ信号用のアンプ（不図示）により増幅され、第２駆動部１８のノイズ用ボイスコイル１８１に印加される。すなわち、本装置１Ｅにおいて、第１駆動部１７はデジタル信号（デジタル処理信号）で駆動し、第２駆動部１８はアナログ信号（キャンセル信号）で駆動する。その結果、本装置１Ｅは、ＡＤＣやデジタルアンプを必要とせず、第１実施形態における本装置１よりも小型化、低コスト化を実現する。

また、以上説明した各実施の形態において、本発明におけるＮＣ回路は、第１キャンセル信号の信号レベルと、第２キャンセル信号の信号レベルと、を異ならせてもよい。すなわち、本装置におけるＮＣ回路は、両信号レベルの間に、相対的な差分（レベル差）を設定してもよい。例えば、本発明におけるＮＣ回路は、第１キャンセル信号のレベルを第２信号のレベルよりも高く設定する。この場合、本装置は、主にフィードフォワード型のノイズキャンセル機能によりノイズをキャンセルし、フィードバック型のノイズキャンセル機能をフィードフォワード型のノイズキャンセル機能の補助として機能させる。その結果、後述する第１キャンセル信号が受ける第２キャンセル信号に含まれ得る音声成分の影響は、抑制される。

さらに、以上説明した各実施の形態において、本発明におけるＮＣ回路は、低域のノイズのみに対応する第２キャンセル信号を生成してもよい。すなわち、例えば、本発明におけるＮＣ回路は、音源からの音声の帯域よりも低域のノイズのみを抑制する第２キャンセル信号を生成してもよい。この場合、第１キャンセル信号が受ける第２キャンセル信号に含まれ得る音声成分の影響は、抑制される。また、イヤパッドは中高域のノイズを抑制するパッシブなノイズキャンセル機能を有するため、イヤパッドを通過して前空気室に進入するノイズは、低域のノイズである。そのため、本装置は、第１キャンセル信号が受ける第２キャンセル信号に含まれ得る音声成分の影響を抑制しつつ、良好なノイズキャンセル効果を奏する。

さらにまた、以上説明した各実施の形態において、本発明における音声用ボイスコイルが備える個別音声用ボイスコイルの数は、「３」に限定されない。すなわち、例えば、本発明における音声用ボイスコイルは、４つの個別音声用ボイスコイルを備えてもよく、あるいは、１つの個別音声用ボイスコイルを備えてもよい。

１ デジタル式電気音響変換装置
１１ ハウジング
１４ 収音部
１４１ ＦＦマイクロホン
１４２ ＦＢマイクロホン
１５ 信号処理回路
１６ ＮＣ回路
１６１ 第１フィルタ部（フィルタ部）
１６２ 第２フィルタ部（フィルタ部）
１６４ ＡＤＣ
１７ 第１駆動部
１７１ 音声用ボイスコイル
１７３ 第１振動板
１８ 第２駆動部
１８１ ノイズ用ボイスコイル
１８３ 第２振動板
１Ａ デジタル式電気音響変換装置
１６Ａ ＮＣ回路
１６１Ａ 第１フィルタ部（フィルタ部）
１６２Ａ 第２フィルタ部（フィルタ部）
１６４Ａ 第１ＡＤＣ
１６５Ａ 第２ＡＤＣ
１８Ａ 第２駆動部
１８１Ａ ノイズ用ボイスコイル
１８１Ａａ 第１ノイズ用ボイスコイル
１８１Ａｂ 第２ノイズ用ボイスコイル
１Ｂ デジタル式電気音響変換装置
１６Ｂ ＮＣ回路
１６１Ｂ 第１フィルタ部（フィルタ部）
１６２Ｂ 第２フィルタ部（フィルタ部）
１６４Ｂ 第１ＡＤＣ
１６５Ｂ 第２ＡＤＣ
１７Ｂ 第１駆動部
１７１Ｂ 音声用ボイスコイル
１７３Ｂ 第１振動板
１８Ｂ 第２駆動部
１８１Ｂ ノイズ用ボイスコイル
１８３Ｂ 第２振動板
１Ｃ デジタル式電気音響変換装置
１６Ｃ ＮＣ回路
１６１Ｃ 第１フィルタ部（フィルタ部）
１６２Ｃ 第２フィルタ部（フィルタ部）
１６４Ｃ 第１ＡＤＣ
１６５Ｃ 第２ＡＤＣ
１９ 第３駆動部
１９１ 第１ノイズ用ボイスコイル
１９３ 第３振動板
１Ｄ デジタル式電気音響変換装置
１６Ｄ ＮＣ回路
１Ｅ デジタル式電気音響変換装置
１６Ｅ ＮＣ回路

Claims (11)

1. 音源からのデジタル信号に基づいて、デジタル処理信号を生成する信号処理回路と、
   前記デジタル処理信号が印加される第１駆動部と、
   ノイズを収音してノイズ信号を生成する収音部と、
   前記ノイズ信号に基づいて、キャンセル信号を生成するノイズキャンセル回路と、
   前記キャンセル信号が印加される第２駆動部と、
   を有してなる、
   ことを特徴とするデジタル式電気音響変換装置。
2. 前記第１駆動部は、
   前記デジタル処理信号が印加される音声用ボイスコイルと、
   前記音声用ボイスコイルが取り付けられる第１振動板と、
   を備え、
   前記第２駆動部は、
   前記キャンセル信号が印加されるノイズ用ボイスコイルと、
   前記ノイズ用ボイスコイルが取り付けられる第２振動板と、
   を備える、
   請求項１記載のデジタル式電気音響変換装置。
3. 前記音声用ボイスコイルは、
   複数の個別音声用ボイスコイル、
   を備え、
   前記デジタル処理信号は、
   複数の個別デジタル処理信号、
   を含み、
   前記複数の個別デジタル処理信号のそれぞれは、対応する前記個別音声用ボイスコイルに印加される、
   請求項２記載のデジタル式電気音響変換装置。
4. 前記収音部は、
   前記ノイズを収音して第１ノイズ信号を生成する第１マイクロホンと、
   前記ノイズを収音して第２ノイズ信号を生成する第２マイクロホンと、
   を備え、
   前記ノイズキャンセル回路は、
   前記第１ノイズ信号に基づいて、第１キャンセル信号を生成する第１回路と、
   前記第２ノイズ信号に基づいて、第２キャンセル信号を生成する第２回路と、
   を備え、
   前記第１キャンセル信号と前記第２キャンセル信号とは、前記第２駆動部に印加される、
   請求項１記載のデジタル式電気音響変換装置。
5. 前記第１駆動部は、
   前記デジタル処理信号が印加される音声用ボイスコイルと、
   前記音声用ボイスコイルが取り付けられる第１振動板と、
   を備え、
   前記第２駆動部は、
   前記第１キャンセル信号が印加される第１ノイズ用ボイスコイルと、
   前記第２キャンセル信号が印加される第２ノイズ用ボイスコイルと、
   前記第１ノイズ用ボイスコイルと前記第２ノイズ用ボイスコイルとが取り付けられる第２振動板と、
   を備える、
   請求項４記載のデジタル式電気音響変換装置。
6. 前記収音部は、
   前記ノイズを収音して第１ノイズ信号を生成する第１マイクロホンと、
   前記ノイズを収音して第２ノイズ信号を生成する第２マイクロホンと、
   を備え、
   前記ノイズキャンセル回路は、
   前記第１ノイズ信号に基づいて、第１キャンセル信号を生成する第１回路と、
   前記第２ノイズ信号に基づいて、第２キャンセル信号を生成する第２回路と、
   を備え、
   前記第１キャンセル信号は、前記第１駆動部に印加され、
   前記第２キャンセル信号は、前記第２駆動部に印加される、
   請求項１記載のデジタル式電気音響変換装置。
7. 前記第１駆動部は、
   前記デジタル処理信号が印加される音声用ボイスコイルと、
   前記第１キャンセル信号が印加される第１ノイズ用ボイスコイルと、
   前記音声用ボイスコイルと前記第１ノイズ用ボイスコイルとが取り付けられる第１振動板と、
   を備え、
   前記第２駆動部は、
   前記第２キャンセル信号が印加される第２ノイズ用ボイスコイルと、
   前記第２ノイズ用ボイスコイルが取り付けられる第２振動板と、
   を備える、
   請求項６記載のデジタル式電気音響変換装置。
8. 第３駆動部、
   を備え、
   前記収音部は、
   前記ノイズを収音して第１ノイズ信号を生成する第１マイクロホンと、
   前記ノイズを収音して第２ノイズ信号を生成する第２マイクロホンと、
   を備え、
   前記ノイズキャンセル回路は、
   前記第１ノイズ信号に基づいて、第１キャンセル信号を生成する第１回路と、
   前記第２ノイズ信号に基づいて、第２キャンセル信号を生成する第２回路と、
   を備え、
   前記第１キャンセル信号は、前記第３駆動部に印加され、
   前記第２キャンセル信号は、前記第２駆動部に印加される、
   請求項１記載のデジタル式電気音響変換装置。
9. 前記第１駆動部は、
   前記デジタル処理信号が印加される音声用ボイスコイルと、
   前記音声用ボイスコイルが取り付けられる第１振動板と、
   を備え、
   前記第２駆動部は、
   前記第２キャンセル信号が印加される第２ノイズ用ボイスコイルと、
   前記第２ノイズ用ボイスコイルが取り付けられる第２振動板と、
   を備え、
   前記第３駆動部は、
   前記第１キャンセル信号が印加される第１ノイズ用ボイスコイルと、
   前記第１ノイズ用ボイスコイルが取り付けられる第３振動板と、
   を備える、
   請求項８記載のデジタル式電気音響変換装置。
10. 前記第１キャンセル信号の信号レベルは、前記第２キャンセル信号の信号レベルと異なる、
    請求項４乃至９のいずれかに記載のデジタル式電気音響変換装置。
11. 前記ノイズキャンセル回路は、
    前記ノイズ信号をアナログ処理するフィルタ部と、
    前記フィルタ部により処理されたアナログ信号をデジタル信号に変換するコンバータと、
    を備える、
    請求項１記載のデジタル式電気音響変換装置。
    
    

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