JP2786284B2 - Active noise canceller - Google Patents

Active noise canceller

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JP2786284B2
JP2786284B2 JP1335901A JP33590189A JP2786284B2 JP 2786284 B2 JP2786284 B2 JP 2786284B2 JP 1335901 A JP1335901 A JP 1335901A JP 33590189 A JP33590189 A JP 33590189A JP 2786284 B2 JP2786284 B2 JP 2786284B2
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JP
Japan
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sound
cancel
speaker
diaphragm
canceling
Prior art date
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尚文 佐伯
裕一 池田
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KARUSONITSUKU KK
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KARUSONITSUKU KK
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、外部騒音等の消音対象音を積極的にキャン
セルする機能を有するアクティブ・ノイズ・キャンセラ
ーに関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an active noise canceller having a function of actively canceling a sound to be silenced such as external noise.

(従来の技術) 従来、アクティブ・ノイズ・キャンセラーとして、例
えば、米国特許第4455675号に記載されているようなも
のが知られている。このアクティブ・ノイズ・キャンセ
ラーは、モニタ用マイクロホンからの入力音とは逆位相
のキャンセル音を消音スピーカから出力し、外部騒音と
キャンセル音との打ち消し作用により外部騒音を消音す
るものである。
2. Description of the Related Art Conventionally, as an active noise canceller, for example, one described in US Pat. No. 4,455,675 is known. The active noise canceller outputs a cancel sound having a phase opposite to that of the input sound from the monitoring microphone from a muffling speaker, and cancels the external noise by canceling the external noise and the cancel sound.

しかしながら、この従来技術によれば、キャンセル音
を偏りなく入力すると共に、キャンセル音の音場を乱さ
ないように、モニタ用マイクロホンを設置するのが困難
であるという問題がある。しかも、モニタ用マイクロホ
ンは、外部騒音も入力する必要から消音スピーカとはあ
る程度の間隔を設ける必要があり、これにより位相遅れ
が生じてハウリングが生じるという問題もある。
However, according to this conventional technique, there is a problem that it is difficult to input a cancel sound without bias and to install a monitoring microphone so as not to disturb the sound field of the cancel sound. In addition, the monitoring microphone needs to be provided with a certain distance from the muffling speaker because it is necessary to input external noise, which causes a problem that a phase delay occurs and howling occurs.

そこで、本願出願人は、以上のような従来の問題を、
フィードバック制御が不要な簡単な制御回路により解決
する手段として、特願平1−44789号(以下第1先行技
術という)及び特願平1−44790号(以下第2先行技術
という)記載のアクティブ・ノイズ・キャンセラーを提
案した。
Therefore, the applicant of the present application has solved the above conventional problems,
Means for solving the problem by a simple control circuit that does not require feedback control are disclosed in Japanese Patent Application Nos. 1-44789 (hereinafter referred to as "first prior art") and Japanese Patent Application No. 1-444790 (hereinafter referred to as "second prior art"). Proposed a noise canceller.

この第1先行技術は、モニタ用マイクロホンを、消音
スピーカの側面位置であって、消音スピーカの正圧面か
ら放射されるキャンセル音と負圧面から放射される負キ
ャンセル音とが打ち消し合う位置に配置したものであ
つ。
In the first prior art, the monitoring microphone is disposed at a side position of the muffling speaker, where the cancellation sound radiated from the positive pressure surface and the negative cancellation sound radiated from the negative pressure surface of the muffling speaker cancel each other. Things.

一方、第2先行技術は、消音スピーカの負圧面にキャ
ンセル音と同位相の副キャンセル音を放射する副スピー
カを設け、キャンセル音と副キャンセル音とが打ち消し
合う位置にモニタ用マイクロホンを設けて、モニタ用マ
イクロホンに外部騒音のみが入力されるようにしてい
る。
On the other hand, the second prior art provides a sub-speaker that emits a sub-cancel sound in phase with the cancel sound on the negative pressure surface of the muffling speaker, and provides a monitoring microphone at a position where the cancel sound and the sub-cancel sound cancel each other out. Only external noise is input to the monitoring microphone.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上述の第1の先行技術にあっては、消
音スピーカの表面側の裏面側とが対称な形状でないた
め、キャセル音と負キャンセル音とが対称的に放射され
ず、両者が打ち消し合う位置を見つけるのが難かしい
し、また、周波数域によりその位置にズレが生じること
があるという問題がある。
(Problems to be Solved by the Invention) However, in the above-mentioned first prior art, since the front side and the back side of the sound deadening speaker are not symmetrical, the casing sound and the negative cancellation sound are symmetrical. There is a problem that it is difficult to find a position where radiation is not emitted and the two cancel each other, and that the position may be shifted depending on the frequency range.

それに対し、第2先行技術によれば、消音スピーカと
副スピーカの2つのスピーカを用いるため、両スピーカ
からの音が打ち消し合う位置は、容易に見つけることが
できるし、周波数域によりその位置がズレるといことも
ない。ちなみに両スピーカが音響的に等価のスピーカで
あれば、モニタ用のマイクロホンの設置位置は、両スピ
ーカの中間位置となる。
On the other hand, according to the second prior art, since two speakers, a muffling speaker and a sub-speaker, are used, the position where the sound from both speakers cancel each other can be easily found, and the position is shifted depending on the frequency range. There's nothing wrong. Incidentally, if both speakers are acoustically equivalent speakers, the installation position of the monitor microphone is an intermediate position between the two speakers.

しかしながら、この第2先行技術にあっては、消音ス
ピーカと副スピーカとの2つのスピーカを有するため、
装置が大型となるという問題がある。また、それぞれの
スピーカの振動部材が距離を有して配設されているた
め、この距離を起因とした音圧面のズレにより消音性能
が低下したり、副スピーカからの音の干渉により消音性
能が低下するという問題があった。
However, since the second prior art has two speakers, a muffling speaker and a sub speaker,
There is a problem that the device becomes large. Further, since the vibration members of the respective speakers are arranged with a distance therebetween, the sound absorbing performance is degraded due to the displacement of the sound pressure surface due to the distance, or the sound absorbing performance is reduced due to interference of sound from the sub-speaker. There was a problem of lowering.

本発明は、上述のような問題に着目してなされたもの
で、コンパクト化及び消音性能の向上を同時に達成する
ことができるアクティブ・ノイズ・キャンセラーの開発
を課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and has as its object to develop an active noise canceller capable of simultaneously achieving compactness and improved noise reduction performance.

(課題を解決するための手段) 上記課題を解決するために本発明のアクティブ・ノイ
ズ・キャンセラーでは、モニタ用マイクロホンからの入
力音に基づき騒音キャンセル回路から出力されたキャン
セル音発生信号により、消音スピーカから消音空間へ消
音対象音とは逆位相のキャンセル音を放射させるアクテ
ィブ・ノイズ・キャンセラーにおいて、 前記消音スピーカは、キャンセル音を放射する振動部
材が、キャンセル音放射側の表面側とそれとは逆位相の
負キャンセル音を放射する裏面側とが対称形状に形成さ
れ、前記振動部材の表面側位置と裏面側位置との少なく
とも一方に、振動部材に設けられたコイルと吸引もしく
は反発するマグネットが設けられ、前記振動部材の延長
上にモニタ用マイクロホンが設置されている手段とし
た。
(Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems, an active noise canceller according to the present invention employs a muffling speaker based on a cancellation sound generation signal output from a noise cancellation circuit based on an input sound from a monitoring microphone. In the active noise canceller, which emits a cancellation sound having a phase opposite to that of the sound to be muffled from the muffler to the muffling space, the muffling speaker has a vibration member that radiates the cancellation sound has a phase opposite to that of the surface on the cancellation sound emission side. The back side that emits the negative cancellation sound is formed in a symmetrical shape, and a coil provided on the vibrating member and a magnet that attracts or repels are provided on at least one of the front side position and the back side position of the vibrating member. The monitoring microphone is provided on an extension of the vibrating member.

(作 用) 消音空間内の消音対象音を消去する時には、まず、モ
ニタ用マイクロホンから消音対象音を含む外来音を入力
し、この入力音に基づき騒音キャンセル回路ではキャン
セル音発生信号(電気信号)を出力する。
(Operation) When erasing the sound to be silenced in the silencing space, first, input an extraneous sound including the sound to be silenced from the monitoring microphone, and the noise canceling circuit uses the input sound to generate a cancellation sound generation signal (electric signal). Is output.

このキャンセル音発生信号によって消音スピーカのコ
イルに磁界が生じ、振動部材の表面側位置及び裏面側位
置の少なくとも一方に設けられたマグネットと吸引もし
くは反発し合うことで振動部材が振動し、振動部材の表
面側から消音空間に対し、消音対象音とは逆位相のキャ
ンセル音を放射する。このキャンセル音のキャンセル作
用により消音対象音が消去される。
The cancel sound generation signal generates a magnetic field in the coil of the muffling speaker, and the vibrating member vibrates by attracting or repelling to a magnet provided at least at one of the front surface position and the back surface position of the vibrating member. A cancellation sound having a phase opposite to that of the sound to be silenced is radiated from the surface side to the silencing space. The sound to be silenced is erased by the canceling action of the cancel sound.

尚、この場合、振動部材の両面にマグネットを設けた
場合には一方のみに設けた場合と比較してキャンセル音
の音圧が高い。
In this case, when the magnet is provided on both surfaces of the vibration member, the sound pressure of the cancel sound is higher than when only one is provided.

また、振動部材では、正面側から上述のようにキャン
セル音が放射されるのと同時に、裏面側からキャンセル
音とは逆位相の負キャンスセル音が対称的に放射されて
いて、モニタ用マイクロホンでは、上述のように消音対
象音を含む外来音を入力するのと同時にキャンセル音及
び負キャンセル音を入力することになるが、このモニタ
用マイクロホンの設置位置が振動部材の延長上であるた
め、この位置では、キャンセル音と負キャンセル音とが
音響的に等価に伝達され、両者が打ち消し合って、消音
対象音を含む外来者のみを入力することになる。
In the vibration member, at the same time as the cancel sound is emitted from the front side as described above, a negative cancel cell sound having the opposite phase to the cancel sound is emitted from the back side symmetrically. As described above, the cancel sound and the negative cancel sound are input simultaneously with the input of the external sound including the sound to be silenced. However, since the installation position of the monitoring microphone is on the extension of the vibration member, this position is set. In this case, the cancel sound and the negative cancel sound are acoustically equivalently transmitted, and the two cancel each other out, so that only the visitor including the sound to be silenced is input.

尚、このようにモニタ用マイクロホンは、消音スピー
カの側部において消音スピーカから放射されるキャンセ
ル音の影響を受けることなく消音対象音を含む外来音を
入力することができることから、上述の2つの先行技術
と同様に、ハウリングの発生を防止して消音性能の向上
を図ることができ、モニタ用マイクロホンを消音スピー
カに近接させて配置し消音性能の向上を図ることがで
き、モニタ用マイクロホンを消音スピーカの振動部材正
圧面の放射前面から外した位置に設置して高周波域の消
音性能を向上させることができる。
Since the monitoring microphone can input the external sound including the sound to be silenced at the side of the silence speaker without being affected by the cancel sound radiated from the silence speaker, the above-described two prior arts can be used. Similar to the technology, howling can be prevented to improve the sound deadening performance, and the monitoring microphone can be arranged close to the sound deadening speaker to improve the sound deadening performance. By installing the vibration member at a position separated from the radiation front of the positive pressure surface of the vibration member, the noise reduction performance in a high frequency range can be improved.

(実施例) 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
尚、実施例を説明するにあたり、人が頭部に装着して騒
音をキャンセルすべく使用するヘッドホンタイプの装置
を例にとり説明する。また、各図において同一の符号は
同一の対象を示す。
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings.
In describing the embodiments, a headphone type device used by a person to be worn on the head and used to cancel noise will be described as an example. Further, in each drawing, the same reference numeral indicates the same object.

まず、構成を説明する。 First, the configuration will be described.

第1図は本発明第1実施例のアクティブ・ノイズ・キ
ャンセラーの構成を示す全体図であって、図において、
1は消音スピーカ、3はモニタ用マイクロホン、4は騒
音キャンセル回路、5は支持部材、6はカバーである。
FIG. 1 is an overall view showing a configuration of an active noise canceller according to a first embodiment of the present invention.
Reference numeral 1 denotes a muffling speaker, 3 denotes a monitoring microphone, 4 denotes a noise canceling circuit, 5 denotes a support member, and 6 denotes a cover.

前記消音スピーカ1は、消音空間Bに向かってキャン
セル音を放射させるためのものであって、ハウジング1
a,ダイヤフラム1b,コイル1c,マグネット1j,1kから構成
されている。即ち、図示のように前記ハウジング1aは、
2つの椀を合わせたような形状を成し、その内側の空間
内に、1枚のダイヤフラム1bが支持されている。また、
ハウジング1aには空気抜き用の穴1gが複数開設されてい
る。
The muffling speaker 1 is for emitting a cancellation sound toward a muffling space B, and includes a housing 1.
a, a diaphragm 1b, a coil 1c, and magnets 1j and 1k. That is, as shown, the housing 1a
It has a shape like a combination of two bowls, and one diaphragm 1b is supported in the space inside the bowl. Also,
The housing 1a is provided with a plurality of air vent holes 1g.

また、ダイヤフラム1bは、1eがダイヤフラム表面、2f
がダイヤフラム裏面1fであり、両面1e,1fが対称な略円
盤形状に形成されている。そして、このダイヤフラム1b
は、コイル1cに通電すると、ダイヤフラム1bは図中左側
へ移動し、この移動量に応じ、ダイヤフラム表面1eから
キャンセル音aが放射されると共に、ダイヤフラム裏面
1fからこのキャンセル音aとは逆位相の負キャンセル音
bが生じる構成となっているもので、両マグネット1j,1
kは、ダイヤフラム側の極性が同一となっていて、コイ
ル1cに対し一方が吸引、他方が反発する。
The diaphragm 1b has a diaphragm surface 1e and a diaphragm surface 2f.
Is a diaphragm back surface 1f, and both surfaces 1e and 1f are formed in a symmetric, substantially disk shape. And this diaphragm 1b
When the coil 1c is energized, the diaphragm 1b moves to the left in the figure, and according to the amount of movement, the canceling sound a is emitted from the front surface 1e of the diaphragm and the diaphragm back surface
1f, a negative cancel sound b having a phase opposite to that of the cancel sound a is generated.
As for k, the polarity on the diaphragm side is the same, one is attracted to the coil 1c, and the other is repelled.

上述の前記消音スピーカ1は、使用状態において使用
者の耳腔Eに対向して装着されるもので、この消音スピ
ーカ1は、いわゆるヘッドホンのような形態のカバー6
により覆われ、このカバー6の内側に板状の支持部材5
で固定されている。
The above-mentioned muffling speaker 1 is mounted so as to face the ear cavity E of the user in use, and the muffling speaker 1 has a cover 6 in the form of a so-called headphone.
The cover 6 is covered with a plate-shaped support member 5.
It is fixed at.

よって、このカバー6内の空間は、前記支持部材5に
よって、消音スピーカ1のダイヤフラム表面1e側の消音
空間Bと、ダイヤフラム裏面1f側の外来音側空間Dとに
画成されている。尚、この外来音側空間Dは、カバー6
に形成した図示を省略した開口部から外部の音、即ち外
来音cが伝達される。
Therefore, the space inside the cover 6 is defined by the support member 5 into a sound deadening space B on the diaphragm front surface 1e side of the sound deadening speaker 1 and an external sound side space D on the diaphragm back surface 1f side. The extraneous sound space D is covered by the cover 6.
An external sound, that is, an external sound c, is transmitted from an opening (not shown) formed in the above.

前記モニタ用マイクロホン3は、騒音対象音を含む外
来音cを入力するためのもので、前記支持部材5の図中
下部に、両空間B,Dを連通するようにして形成された連
通穴5aの位置であって、前記ダイヤフラム1bの延長上の
位置に設置されている。
The monitoring microphone 3 is for inputting an external sound c including a noise target sound, and a communication hole 5a formed in the lower part of the support member 5 in the figure so as to communicate the two spaces B and D. At a position on the extension of the diaphragm 1b.

前記騒音キャンセル回路4は、モニタ用マイクロホン
3の入力音に基づき、消音スピーカ1のダイヤフラム表
面1eから消音空間Bに対してモニタ用マイクロホン3の
入力音とは略逆位相のキャンセル音を放射させるべくキ
ャンセル音発生信号eを出力する回路であり、この騒音
キャンセル回路4は、図示のように、モニタ用マイクロ
ホン3からの入力信号を前置増幅するプリアンプ4aや、
不必要な周波数範囲をキャンセル音から取り除くフィル
タ回路4bや、主増幅するパワーアンプ4cや、入力音の位
相を180度ずらす反転回路4dを含んで形成されている。
The noise canceling circuit 4 emits a cancellation sound having a substantially opposite phase to the input sound of the monitoring microphone 3 from the diaphragm surface 1e of the muffling speaker 1 to the muffling space B based on the input sound of the monitoring microphone 3. The noise canceling circuit 4 outputs a canceling sound generation signal e. The noise canceling circuit 4 includes a preamplifier 4a for pre-amplifying an input signal from the monitoring microphone 3, as shown in FIG.
It is formed to include a filter circuit 4b for removing an unnecessary frequency range from the cancellation sound, a power amplifier 4c for main amplification, and an inversion circuit 4d for shifting the phase of the input sound by 180 degrees.

即ち、前記コイル1cに対して、入力音とは逆位相の信
号を出力する。また、この実施例において、マグネット
1j,1kの極性を実施例とは逆にすると、ダイヤフラム1b
の移動方向が逆になるため反転回路4dが不要となり、パ
ワーアンプ4cからの信号を直接コイル1cに出力するよう
にすればよい。
That is, a signal having a phase opposite to that of the input sound is output to the coil 1c. In this embodiment, the magnet
When the polarities of 1j and 1k are reversed from those in the embodiment, the diaphragm 1b
Since the moving direction is reversed, the inverting circuit 4d becomes unnecessary, and the signal from the power amplifier 4c may be directly output to the coil 1c.

次に、作用を説明する。 Next, the operation will be described.

(イ)製造時 本実施例では、モニタ用マイクロホン3は、ダイヤフ
ラム表面1eから放射されるキャンセル音aと、このキャ
ンセルとは音響的に等価で逆位相の音であるダイヤフラ
ム裏面1fから放射される負キャンセル音bとが打ち消し
合う位置に配設しなければならないが、このダイヤフラ
ム1bは略円盤形状であり、ダイヤフラム表裏面1e,1f対
称形状であるため、ダイヤフラム1bの延長上であれば、
どの位置でも、周波数に関係なく両音a,bが打ち消し合
うことになる。
(A) At the time of manufacturing In this embodiment, the monitoring microphone 3 emits the cancel sound a emitted from the diaphragm surface 1e and the diaphragm back surface 1f that is acoustically equivalent to the cancel and has the opposite phase. Although it must be arranged at a position where the negative cancel sound b cancels out, this diaphragm 1b is substantially disc-shaped and has a symmetrical shape on the front and back surfaces 1e and 1f of the diaphragm.
At any position, both sounds a and b cancel each other regardless of the frequency.

よって、設定位置を決めるのが容易である。 Therefore, it is easy to determine the setting position.

また、スピーカとして消音スピーカ1を1つだけ設け
ればよいから、装置全体をコンパクトにすることができ
る。
In addition, since only one mute speaker 1 needs to be provided as a speaker, the entire apparatus can be made compact.

(ロ)使用時 本実施例のアクティブ・ノイズ・キャンセラーは、例
えば、航空機のコックピット内等のような外部騒音下に
おいて、図示のように耳腔Eにあてて使用する。また、
その実施例では、外来者cは全て騒音とし、この外来音
cを全て除去する場合を説明する。
(B) At the time of use The active noise canceller of the present embodiment is used by applying it to the ear cavity E as shown in the figure under external noise such as in the cockpit of an aircraft, for example. Also,
In this embodiment, a case will be described in which all the foreigners c are noises and all the foreign sounds c are removed.

この場合、外来音(外部騒音)cは、カバー6を通過
した後、外来音側側空間Dもしくは消音空間Bから、モ
ニタ用マイクロホン3に入力される。
In this case, the external sound (external noise) c is input to the monitoring microphone 3 from the external sound side space D or the silencing space B after passing through the cover 6.

騒音キャンセル回路4では、このモニタ用マイクロホ
ン3の入力音に基づきキャンセル音発生信号eが形成出
力され、この信号eに基づき、消音スピーカ1のダイヤ
フラム表面1eから使用者の耳腔Eに向けキャンセル音a
が放射され、消音空間Bにおいて外来者cは、これと逆
位相のキャンセル音aによる打ち消し作用を受けて消音
される。また、この場合、ダイヤフラム1bの表裏両面側
にマグネット1j,1kを設けているため、コイル1cへの通
電に対するダイヤフラム1bの移動量は、コイルが1つの
場合より極めて大きくなり、キャセル音aの音圧が高く
なって消音性能が向上する。
In the noise canceling circuit 4, a canceling sound generation signal e is formed and output based on the input sound of the monitoring microphone 3, and based on the signal e, the canceling sound is generated from the diaphragm surface 1e of the muffling speaker 1 toward the ear cavity E of the user. a
Is radiated, and the visitor c in the sound deadening space B is canceled by the canceling effect of the cancel sound a having the opposite phase to the sound c. Also, in this case, since the magnets 1j and 1k are provided on both front and back sides of the diaphragm 1b, the amount of movement of the diaphragm 1b with respect to energization of the coil 1c is much larger than in the case of one coil, and the sound of the casing sound a The pressure is increased and the silencing performance is improved.

ところで、消音スピーカ1からキャンセル音aが放射
される場合、消音スピーカ1のダイヤフラム表面1eか
ら、第2図に示すようなキャンセルaが放射されると共
に、ダイヤフラム裏面1fからは、キャンセル音aとは逆
位相の負キャンセル音bが放射される。
By the way, when the cancellation sound a is emitted from the muffling speaker 1, the cancellation a as shown in FIG. 2 is emitted from the diaphragm surface 1e of the muffling speaker 1, and the cancellation sound a is emitted from the diaphragm back surface 1f. A negative cancellation sound b having an opposite phase is emitted.

従って、モニタ用マイクロホン3か設けられている位
置である、ダイヤフラム1bの延長上の位置では、両音b,
aが等価に伝達され、両音a,bが打ち消し合って0とな
る。
Therefore, at the position where the monitoring microphone 3 is provided, that is, the position on the extension of the diaphragm 1b, the two sounds b,
a is transmitted equivalently, and both sounds a and b cancel each other to become 0.

従って、モニタ用マイクロホン3では、消音スピーカ
1,2からの音が入力されることなく、外来音cのみが入
力されるもので、このように正確に消音対象音を入力す
ることで消音性能が向上すると共に、消音スピーカ1か
らの出力と360゜の整数倍のフィードバック音が加算さ
れることで生じるハウリングの発生を防止でき、これに
よっても消音性能が向上するという効果が得られる。
Therefore, the monitoring microphone 3 has a muffling speaker.
Only the external sound c is input without inputting the sound from the first and second sounds. By inputting the target sound exactly as described above, the noise reduction performance is improved, and the output from the noise reduction speaker 1 is improved. And how to generate a feedback sound that is an integral multiple of 360 ° can be prevented from being generated, which also has the effect of improving the silencing performance.

しかも、モニタ用マイクロホン3は、ダイヤフラム1b
からのキャンセル音aの放射を妨げることがなく、高周
波域まで安定した消音性能が得られるし、耳腔Eに近い
位置に設置しているから、耳腔Eに届く外来音cと殆ど
同じ音を入力することができ、消音性能が高い。
In addition, the monitoring microphone 3 is connected to the diaphragm 1b.
It does not hinder the emission of the cancel sound a from the loudspeaker, provides a stable noise reduction performance up to the high frequency range, and is installed at a position close to the ear cavity E, so that almost the same sound as the external sound c reaching the ear cavity E Can be input, and the silencing performance is high.

また、第2先行技術では、スピーカを2つ有している
ため、下記のような音圧低下の問題があるが、本発明で
は消音スピーカ1が1つであるために、この問題が生じ
ない。
Further, the second prior art has two speakers, so that there is a problem of a decrease in sound pressure as described below. However, in the present invention, since there is only one muffling speaker 1, this problem does not occur. .

即ち、2つのスピーカのダイヤフラムの間に距離lが
あると、この距離lに起因して音圧面のズレがあり、両
スピーカから消音空間に対して、 0 -0 -ejkl なる音が出力される。
That is, if between the two loudspeakers diaphragm has a distance l, there is deviation in sound pressure surface due to the distance l, against silencing space from both speakers, - = 0 - + 0 - e jkl becomes sound Is output.

尚、-;一方のスピーカから左側に放射される音圧実
効値、k;周波数(=2πf/c)、l;ダイヤフラム(振動
部材)間距離である。
In addition, - : sound pressure effective value radiated to the left from one speaker, k; frequency (= 2πf / c), l; distance between diaphragms (vibrating members).

従って、kl=nπ(n;正の整数値)では、音は全く出
力されなくなる。l=1cm、c=340m/sでは、f0=17kHz
が最初に出力無しの周波数となる。
Therefore, when kl = nπ (n; a positive integer), no sound is output. For l = 1cm and c = 340m / s, f 0 = 17kHz
Is the frequency with no output first.

また、k=0の時のP=2P0から、3dB出力が低下する
周波数は、 −3=20log{(1+cos(2πfl/c)P0/2P0} から、この周波数は、約6.2KHzに存在する。
Also, from P = 2P 0 when k = 0, the frequency at which the 3 dB output decreases is −3 = 20 log {(1 + cos (2πfl / c) P 0 / 2P 0 }, and this frequency is approximately 6.2 kHz. Exists.

こように、ダイヤフラムに距離lがあると高周波数域
において音圧の低下が生じ、この距離lが大きい程その
周波数が低下するもので、よって、距離lは小さい方が
好ましい。
As described above, if the diaphragm has the distance l, the sound pressure decreases in a high frequency range, and the frequency decreases as the distance l increases. Therefore, the distance l is preferably smaller.

次に、第3図に示す本発明第2実施例について説明す
る。
Next, a second embodiment of the present invention shown in FIG. 3 will be described.

この第2実施例は、両マグネット21j,21kをドーナツ
形状に形成した例である。この場合、消音空間Bへの外
来音cの伝達及びキャンセル音aの放射が両マグネット
21j,21kにより妨げられない。
The second embodiment is an example in which both magnets 21j and 21k are formed in a donut shape. In this case, the transmission of the external sound c to the sound deadening space B and the emission of the cancel sound a
Not disturbed by 21j, 21k.

次に、第4図に示す第3実施例について説明する。 Next, a third embodiment shown in FIG. 4 will be described.

この実施例は、両マグネット31j,31kをダイヤフラム1
bと略同一径となるように大型に形成すると共に、マグ
ネット31j,31kに、音伝達用穴31m,31nを多数形成した例
である。
In this embodiment, the two magnets 31j and 31k are connected to the diaphragm 1
This is an example in which a large size is formed so as to have substantially the same diameter as b, and a large number of sound transmission holes 31m and 31n are formed in the magnets 31j and 31k.

この第3実施例の場合、第2実施例と同様に、外来音
c及びキャンセル音aの伝達が良好であると共に、マゲ
ネット31j,31kの磁力が強く、キャンセル音aの音圧が
高くなる。
In the case of the third embodiment, similarly to the second embodiment, the transmission of the extraneous sound c and the cancel sound a is good, and the magnetic forces of the magenets 31j and 31k are strong, and the sound pressure of the cancel sound a is high.

次に、第5図に示す第4実施例について説明する。 Next, a fourth embodiment shown in FIG. 5 will be described.

この実施例は、ハウジングを表側ハウジング41と裏側
ハウジング42の2つに分割し、ダイヤフラム43には、コ
イル1cが設置されたコイル設置部43aと、このコイル設
置部43aの外周端から両ハウジング41,42の外周端にそれ
ぞれ、蛇腹状の伸縮部43b,43cの延長形成した例であ
る。
In this embodiment, the housing is divided into a front housing 41 and a rear housing 42, and a diaphragm 43 is provided with a coil installation portion 43a in which the coil 1c is installed, and two housings 41 from the outer peripheral end of the coil installation portion 43a. In this example, bellows-like expansion and contraction portions 43b and 43c are formed on the outer peripheral ends of the outer circumferences, respectively.

この第4実施例の場合、ダイヤフラム43のコイル設置
部43aの移動量が大きくなり、それだけ高い音圧のキャ
ンセル音を放射することができるものである。
In the case of the fourth embodiment, the amount of movement of the coil installation portion 43a of the diaphragm 43 is increased, so that a cancel sound having a higher sound pressure can be emitted.

以上、実施例を図面に基づいて説明してきたが、具体
的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明
の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても
本発明に含まれる。
As described above, the embodiments have been described based on the drawings. However, the specific configuration is not limited to the embodiments, and even if there is a design change or the like without departing from the gist of the present invention, it is included in the present invention. .

例えば、実施例では、人が頭部に装着して外部騒音を
取り除くために使用するヘッドホンタイプのものを例と
して示したが、本発明の適用範囲はこれに限られるもの
ではなく、例えば、車両・船舶・航空機や工場・住宅等
の室内に設け、室内騒音等をキャンセルしたり、また、
車両の空調装置やその他産業機器等の機械騒音をキャン
セルしたりするのに使用するようにしてもよい。
For example, in the embodiment, a headphone type used by a person to be worn on the head to remove external noise has been described as an example, but the scope of the present invention is not limited to this.・ Installed in ships, aircraft, factories, houses, etc. to cancel indoor noise, etc.
It may be used to cancel mechanical noise of an air conditioner or other industrial equipment of a vehicle.

また、本発明は、消音対象音をキャンセルするもので
あるから、消音対象音としては、上述したような騒音に
限られるものではなく、例えば、音の調和を図る目的に
おいて、任意の音のみをキャンセルするというような使
用方もある。
Further, since the present invention cancels the sound to be silenced, the sound to be silenced is not limited to the above-described noise.For example, for the purpose of harmonizing sounds, only an arbitrary sound may be used. There are also uses such as canceling.

(発明の効果) 以上説明してきたように、本発明のアクティブ・ノイ
ズ・キャンセラーにあっては、キャンセル音と負キャン
セル音が打ち消し合う位置に、モニター用マイクロホン
を設けて、先行技術と同様に、消音対象音を含む外来者
のみを入力することができるため、ハウリングの発生を
防止すると共に、モニタ用マイクロホンをキャンセル音
の放射前面から外した位置で消音スピーカに近接配置で
きることで消音性能を向上させることができるという効
果が得られる。
(Effects of the Invention) As described above, in the active noise canceller of the present invention, a monitoring microphone is provided at a position where the cancel sound and the negative cancel sound cancel each other out, as in the prior art. Since only an outsider including the sound to be silenced can be input, howling can be prevented, and the microphone for monitoring can be arranged close to the silencer at a position off the radiation front of the cancel sound, thereby improving the silencing performance. The effect that it can be obtained is obtained.

加えて、本発明では、消音スピーカのみで副スピーカ
を設けない構成としたため、装置のコンパクト化を図る
ことができると共に、キャンセル音以外の音による干渉
や音圧面のズレによる消音性能の低下という問題が生じ
ることがないという効果が得られる。しかも、このよう
にスピーカを消音スピーカ1つにしてコンパクト化及び
消音性能の向上を図ることができながら、振動部材の表
裏両面側を対称形状に形成したために、キャセル音と負
キャンセル音とが打ち消し合う位置を見つけるのが容易
であるし、この位置では、周波数域により特性が変わる
ということもないという効果が得られる。
In addition, according to the present invention, since the configuration is such that only the sound deadening speaker and no auxiliary speaker are provided, it is possible to reduce the size of the device, and to reduce the sound deadening performance due to interference due to sounds other than the cancellation sound and a deviation of the sound pressure surface. Is obtained. In addition, since the speaker can be made a single muffling speaker and compactness and muffling performance can be improved, since the front and back surfaces of the vibrating member are formed in a symmetrical shape, the canceling sound and the negative canceling sound are canceled out. It is easy to find a matching position, and at this position, the effect is obtained that the characteristics do not change depending on the frequency range.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明第1実施例のアクティブ・ノイズ・キャ
ンセラーの構成を示す全体図、第2図は第1実施例アク
ティブ・ノイズ・キャンセラーによるキャンセル音並び
に負キャンセル音及び外部騒音を示す特性図、第3図は
本発明第2実施例のアクティブ・ノイズ・キャンセラー
の要部を示す断面図、第4図は本発明第3実施例のアク
ティブ・ノイズ・キャンセラーの要部を示す断面図、第
5図は本発明第4実施例のアクティブ・ノイズ・キャン
セラーの要部を示す断面図である。 B……消音空間 a……キャンセル音 b……負キャンセル音 1……消音スピーカ 1b……ダイヤフラム(振動部材) 1e……ダイヤフラム表面(振動部材表面) 1f……ダイヤフラム裏面(振動部材裏面) 1j……マグネット 1k……マグネット 3……モニタ用マイクロホン 4……騒音キャンセル回路 21j……マグネット 21k……マグネット 31j……マグネット 31k……マグネット
FIG. 1 is an overall view showing the configuration of an active noise canceller according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a characteristic diagram showing a cancel sound, a negative cancel sound, and external noise caused by the active noise canceller of the first embodiment. FIG. 3 is a sectional view showing a main part of an active noise canceller according to a second embodiment of the present invention. FIG. 4 is a sectional view showing a main part of the active noise canceller according to the third embodiment of the present invention. FIG. 5 is a sectional view showing a main part of an active noise canceller according to a fourth embodiment of the present invention. B: Silencing space a: Canceling sound b: Negative canceling sound 1: Silencing speaker 1b: Diaphragm (vibrating member) 1e: Diaphragm surface (vibrating member surface) 1f: Diaphragm back surface (vibrating member back surface) 1j … Magnet 1k …… Magnet 3 …… Monitor microphone 4 …… Noise cancellation circuit 21j …… Magnet 21k …… Magnet 31j …… Magnet 31k …… Magnet

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H04R 3/00 H04R 3/02 G10K 11/16──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H04R 3/00 H04R 3/02 G10K 11/16

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】モニタ用マイクロホンからの入力音に基づ
き騒音キャンセル回路から出力されるキャンセル音発生
信号により、消音スピーカから消音空間へ消音対象音と
は逆位相のキャンセル音を放射させるアクティブ・ノイ
ズ・キャンセラーにおいて、 前記消音スピーカは、キャンセル音を放射する振動部材
が、キャンセル音放射側の表面側とそれとは逆位相の負
キャンセル音を放射する裏面側とが対称形状に形成さ
れ、 前記振動部材の表面側位置と裏面側位置との少なくとも
一方に、振動部材に設けられたコイルと吸引もしくは反
発するマグネットが設けられ、 前記振動部材の延長上にモニタ用マイクロホンが設置さ
れていることを特徴とするアクティブ・ノイズ・キャン
セラー。
An active noise canceller which emits a canceling sound having a phase opposite to that of a sound to be canceled from a silencing speaker to a silencing space by a canceling sound generation signal output from a noise canceling circuit based on an input sound from a monitoring microphone. In the canceller, in the muffling speaker, a vibration member that emits a cancel sound is formed in a symmetrical shape with a front surface side on the cancel sound emission side and a back surface side that emits a negative cancel sound having a phase opposite to that of the cancel member. A coil provided on the vibrating member and a magnet for attracting or repelling are provided on at least one of the front side position and the back side position, and a monitoring microphone is provided on an extension of the vibrating member. Active noise canceller.
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