JP3112268B2 - 騒音低減装置 - Google Patents
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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、例えば乗り物の中や工事現場等の高騒音下
で用いて好適な外部騒音を低減するための騒音低減装置
に関する。
で用いて好適な外部騒音を低減するための騒音低減装置
に関する。
本発明にかかる騒音低減装置は、装着時における耳の
近傍にマイクロホン等の音響−電気変換手段及びヘッド
ホンユニット等の発音手段を設け、上記マイクロホンで
収音された外部騒音を特性伝達手段を介して発音手段に
供給することにより外部から耳に達する騒音を低減する
とともに、騒音レベルに応じて特性伝達手段を制御する
ことにより、例えば上記騒音レベルが大きいときには騒
音低減量を大きくし、逆に小さいときには騒音低減量を
小さくして、騒音レベルが小さいときの耳がつまる感じ
等の不快感を解消することを可能とするものである。
近傍にマイクロホン等の音響−電気変換手段及びヘッド
ホンユニット等の発音手段を設け、上記マイクロホンで
収音された外部騒音を特性伝達手段を介して発音手段に
供給することにより外部から耳に達する騒音を低減する
とともに、騒音レベルに応じて特性伝達手段を制御する
ことにより、例えば上記騒音レベルが大きいときには騒
音低減量を大きくし、逆に小さいときには騒音低減量を
小さくして、騒音レベルが小さいときの耳がつまる感じ
等の不快感を解消することを可能とするものである。
従来、外部騒音の激しい場所での作業等に使用される
騒音低減装置として、特開昭62−02798号公報のヘッド
ホンに開示されているような、外部騒音をマイクロホン
ユニットにて電気信号に変換して、逆位相で帰還する負
帰還ループによって、上記ヘッドホンユニット近傍の雑
音を低減するようにしたもの等が知られている。
騒音低減装置として、特開昭62−02798号公報のヘッド
ホンに開示されているような、外部騒音をマイクロホン
ユニットにて電気信号に変換して、逆位相で帰還する負
帰還ループによって、上記ヘッドホンユニット近傍の雑
音を低減するようにしたもの等が知られている。
このような従来の騒音低減装置は、帰還ループのゲイ
ンを上げる等して騒音低減量を大きくとることが可能で
あるものの、騒音低減量が大きい状態で外部騒音が小さ
くなると、「耳がつまる」ような感じになり、不快感を
生じていた。また騒音低減量を小さく設定しておくと、
上記「耳がつまる感じ」は回避できるものの、コックピ
ット内や工事現場等での高騒音下での使用に不適当なも
のとなる。
ンを上げる等して騒音低減量を大きくとることが可能で
あるものの、騒音低減量が大きい状態で外部騒音が小さ
くなると、「耳がつまる」ような感じになり、不快感を
生じていた。また騒音低減量を小さく設定しておくと、
上記「耳がつまる感じ」は回避できるものの、コックピ
ット内や工事現場等での高騒音下での使用に不適当なも
のとなる。
本発明は上述の課題に鑑み、高騒音下では大きな騒音
低減量を得ることができ、外部騒音が小さくなったとき
には騒音低減量を小さくして「耳がつまる」ような不快
感を生ずることなく、騒音を有効に低減できるような騒
音低減装置を提供することを目的とする。
低減量を得ることができ、外部騒音が小さくなったとき
には騒音低減量を小さくして「耳がつまる」ような不快
感を生ずることなく、騒音を有効に低減できるような騒
音低減装置を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］ 本発明に係る騒音低減装置は、上述の課題を解決する
ために提案されたものであり、装着時において耳の近傍
に設けられた電気−音響変換手段と、上記電気−音響変
換手段の近傍に設けられた音響−電気変換手段と、上記
音響−電気変換手段からの出力信号を供給され、外部か
ら耳道に到達する音響的な外部騒音を低減するような特
性を付加する特性伝達手段と、上記音響−電気変換手段
から出力される外部騒音のレベルを検出し、この検出さ
れた騒音レベルが大きいときに外部騒音の騒音低減量を
大きくし、この騒音レベルが小さいときに外部騒音の騒
音低減量を小さくするように騒音レベルに応じて上記特
性伝達手段の利得を制御する制御手段とを備え、上記特
性伝達手段からの出力信号を上記電気−音響変換手段に
供給するようにしたことを特徴としている。
ために提案されたものであり、装着時において耳の近傍
に設けられた電気−音響変換手段と、上記電気−音響変
換手段の近傍に設けられた音響−電気変換手段と、上記
音響−電気変換手段からの出力信号を供給され、外部か
ら耳道に到達する音響的な外部騒音を低減するような特
性を付加する特性伝達手段と、上記音響−電気変換手段
から出力される外部騒音のレベルを検出し、この検出さ
れた騒音レベルが大きいときに外部騒音の騒音低減量を
大きくし、この騒音レベルが小さいときに外部騒音の騒
音低減量を小さくするように騒音レベルに応じて上記特
性伝達手段の利得を制御する制御手段とを備え、上記特
性伝達手段からの出力信号を上記電気−音響変換手段に
供給するようにしたことを特徴としている。
これを、第１図の例について述べると、装着時におい
て耳の近傍に設けられた電気−音響変換手段であるヘッ
ドホンユニット10と、この電気−音響変換手段であるヘ
ッドホンユニット10の近傍に設けられた音響−電気変換
手段であるマイクロホン２と、この音響−電気変換手段
であるマイクロホン２からの出力信号を供給され、外部
から耳道に到達する音響的な外部騒音を低減するような
特性を付加する特性伝達手段５（制御回路３及び可変利
得増幅回路４）と、上記音響−電気変換手段であるマイ
クロホン２から出力される外部騒音のレベルを検出し、
この検出された騒音レベルが大きいときに外部騒音の騒
音低減量を大きくし、この騒音レベルが小さいときに外
部騒音の騒音低減量を小さくするように騒音レベルに応
じて上記特性伝達手段５の利得を制御する制御手段であ
る利得制御回路９とを備え、上記特性伝達手段５からの
出力信号を上記発音手段であるヘッドホンユニット10に
供給するようにしている。
て耳の近傍に設けられた電気−音響変換手段であるヘッ
ドホンユニット10と、この電気−音響変換手段であるヘ
ッドホンユニット10の近傍に設けられた音響−電気変換
手段であるマイクロホン２と、この音響−電気変換手段
であるマイクロホン２からの出力信号を供給され、外部
から耳道に到達する音響的な外部騒音を低減するような
特性を付加する特性伝達手段５（制御回路３及び可変利
得増幅回路４）と、上記音響−電気変換手段であるマイ
クロホン２から出力される外部騒音のレベルを検出し、
この検出された騒音レベルが大きいときに外部騒音の騒
音低減量を大きくし、この騒音レベルが小さいときに外
部騒音の騒音低減量を小さくするように騒音レベルに応
じて上記特性伝達手段５の利得を制御する制御手段であ
る利得制御回路９とを備え、上記特性伝達手段５からの
出力信号を上記発音手段であるヘッドホンユニット10に
供給するようにしている。
［作用］ 本発明にかかる騒音低減装置によれば、利得制御回路
９にて特性伝達手段５を制御することにより、外部騒音
が大きいときは騒音低減量を多くし、該外部騒音が小さ
いときは騒音低減量を小さくするようにヘッドホンユニ
ット10を駆動制御し、外部騒音が小さいときに騒音低減
量を多くしてしまったときに起こる、所謂「耳のつまる
感じ」等の不快感を防止することができる。
９にて特性伝達手段５を制御することにより、外部騒音
が大きいときは騒音低減量を多くし、該外部騒音が小さ
いときは騒音低減量を小さくするようにヘッドホンユニ
ット10を駆動制御し、外部騒音が小さいときに騒音低減
量を多くしてしまったときに起こる、所謂「耳のつまる
感じ」等の不快感を防止することができる。
以下、本発明にかかる騒音低減装置の実施例について
図面を参照しながら説明する。
図面を参照しながら説明する。
第１図は本発明にかかる騒音低減装置を、外部騒音と
同じ周波数スペクトルで位相の反転した信号を発音する
ことにより該外部騒音を打ち消す、所謂キャンセル型の
騒音低減装置に適用した第１の実施例を示すブロック図
である。
同じ周波数スペクトルで位相の反転した信号を発音する
ことにより該外部騒音を打ち消す、所謂キャンセル型の
騒音低減装置に適用した第１の実施例を示すブロック図
である。
この第１図において、音響入力端１に入力された音響
的な外部騒音が音響−電気変換手段であるマイクロホン
２に供給されることにより、該外部騒音が電気的な信号
に変換される。このマイクロホン２からの出力信号は、
制御回路３及び可変利得増幅回路４から成る特性伝達手
段５に供給されている。上記制御回路３は、マイクロホ
ン２からヘッドホンユニット10までの間の回路全体とし
て、外部騒音が耳に到達する間の音響的な周波数特性に
対応し且つ位相を反転させるような周波数特性及び位相
特性を実現するためのものである。上記可変利得増幅回
路４は、マイクロホン２からの出力信号の外部騒音のレ
ベルを検波（例えば実効値検波）する利得制御回路９か
らの制御信号が入力されており、この制御信号に応じて
特性伝達手段５内の可変利得増幅回路４の利得（増幅
度）を可変している。特性伝達手段５からの出力信号は
第１の電気信号として加算器６に供給される。この加算
器６には外部からの、例えば携帯用ヘッドホンプレーヤ
等からの再生信号が第２の電気信号として入力端子７及
び増幅回路８を介して供給されており、該加算器６は上
記特性伝達手段５の出力信号である第１の電気信号と該
再生信号である第２の電気信号を加算（電気的に加算）
しヘッドホンユニット10に供給する。ヘッドホンユニッ
ト10は、加算器６から供給された信号を電気−音響変換
し音響信号として発音する。この発音された音響信号
は、音響特性ブロック12からの音響的な信号と加算手段
11において加算（音響的に加算）され、耳道に相当する
音響出力端子13に供給される。上記音響特性ブロック12
は、音響入力端１と音響出力端13との間の音響特性を示
している。すなわち、外部騒音が耳道に到達するまで
に、例えば耳，頭等の形状により、または、ヘッドホン
ユニット10を介したりするため周波数スペクトルが変化
する。この音響的な周波数特性を音響回路的なブロック
として表したものである。
的な外部騒音が音響−電気変換手段であるマイクロホン
２に供給されることにより、該外部騒音が電気的な信号
に変換される。このマイクロホン２からの出力信号は、
制御回路３及び可変利得増幅回路４から成る特性伝達手
段５に供給されている。上記制御回路３は、マイクロホ
ン２からヘッドホンユニット10までの間の回路全体とし
て、外部騒音が耳に到達する間の音響的な周波数特性に
対応し且つ位相を反転させるような周波数特性及び位相
特性を実現するためのものである。上記可変利得増幅回
路４は、マイクロホン２からの出力信号の外部騒音のレ
ベルを検波（例えば実効値検波）する利得制御回路９か
らの制御信号が入力されており、この制御信号に応じて
特性伝達手段５内の可変利得増幅回路４の利得（増幅
度）を可変している。特性伝達手段５からの出力信号は
第１の電気信号として加算器６に供給される。この加算
器６には外部からの、例えば携帯用ヘッドホンプレーヤ
等からの再生信号が第２の電気信号として入力端子７及
び増幅回路８を介して供給されており、該加算器６は上
記特性伝達手段５の出力信号である第１の電気信号と該
再生信号である第２の電気信号を加算（電気的に加算）
しヘッドホンユニット10に供給する。ヘッドホンユニッ
ト10は、加算器６から供給された信号を電気−音響変換
し音響信号として発音する。この発音された音響信号
は、音響特性ブロック12からの音響的な信号と加算手段
11において加算（音響的に加算）され、耳道に相当する
音響出力端子13に供給される。上記音響特性ブロック12
は、音響入力端１と音響出力端13との間の音響特性を示
している。すなわち、外部騒音が耳道に到達するまで
に、例えば耳，頭等の形状により、または、ヘッドホン
ユニット10を介したりするため周波数スペクトルが変化
する。この音響的な周波数特性を音響回路的なブロック
として表したものである。
第２図は上記第１の実施例の騒音低減装置をインナ型
ヘッドホン装置に適用した使用状態を示す背面図であ
り、第３図は第２図のＡ−Ａ線断面図である。なお、こ
の第２図及び第３図において第１図と同様の箇所には同
符号を付した。
ヘッドホン装置に適用した使用状態を示す背面図であ
り、第３図は第２図のＡ−Ａ線断面図である。なお、こ
の第２図及び第３図において第１図と同様の箇所には同
符号を付した。
この第２図及び第３図において、インナ型ヘッドホン
装置は、ヘッドホンユニット10の筐体10aに発音体10b及
びマイクロホン２を内蔵することにより、耳21に装着し
たときに発音体10b及びマイクロホン２が該耳21の近傍
に設けられるようになっている。そして、発音体10bを
メッシュ10cで覆い、発音体10bに接続されているリード
線10d及びマイクロホン２に接続されているリード線10a
をリード引き出し部10eから引き出している。
装置は、ヘッドホンユニット10の筐体10aに発音体10b及
びマイクロホン２を内蔵することにより、耳21に装着し
たときに発音体10b及びマイクロホン２が該耳21の近傍
に設けられるようになっている。そして、発音体10bを
メッシュ10cで覆い、発音体10bに接続されているリード
線10d及びマイクロホン２に接続されているリード線10a
をリード引き出し部10eから引き出している。
このようなインナ型ヘッドホン装置を耳21に装着した
状態において、外部騒音は耳道22の近傍に設けられたマ
イクロホン２により収音されて音響−電気変換され、電
気的な信号となって第１図に示す特性伝達手段５内の制
御回路３に入力される。
状態において、外部騒音は耳道22の近傍に設けられたマ
イクロホン２により収音されて音響−電気変換され、電
気的な信号となって第１図に示す特性伝達手段５内の制
御回路３に入力される。
制御回路３は、マイクロホン２からの出力信号を上述
のような周波数特性で位相を反転させるように制御す
る。そして、この制御回路３からの出力信号は可変利得
増幅回路４に入力される。この可変利得増幅回路４に
は、上記マイクロホン２から出力される外部騒音のレベ
ルを検出し、この騒音レベルに応じた信号を出力する利
得制御回路９からの制御信号が入力されている。すなわ
ち、利得制御回路９は、上記検出した騒音レベルが大き
いときには可変利得増幅回路４の利得（増幅度）を大き
くし、逆に騒音レベルが小さいときには可変利得増幅回
路４の利得を小さくするような制御信号を出力してい
る。この可変利得増幅回路４及び特性伝達手段５によ
り、後述するように外部騒音のレベルに応じた騒音低減
を実現している。このように外部騒音のレベルに応じた
騒音低減処理をされた信号は、第１の電気信号として加
算器６に供給され、入力端子７及び増幅回路８を介して
別に供給される、例えば携帯用ヘッドホンプレーヤ等か
らの再生信号である第２の電気信号と電気的に加算され
る。この加算された第１及び第２の電気信号は、電気−
音響変換手段であるヘッドホンユニット10より電気的な
信号から音響的な信号に変換され発音される。この発音
された音響信号は、加算手段11において上記音響特性ブ
ロック12を介して到達した外部騒音と音響的に加算され
る。このとき、ヘッドホンユニット10から発音される音
響信号のうち上記第１の電気信号に対応する音響成分
は、外部から耳道22に到達する外部騒音に対して同じ周
波数スペクトルを有し、且つ、位相が反転された信号で
あるため、耳道22に到達する外部騒音を低減する働きを
する。これと同時にこの第１の電気信号に対応する音響
成分のレベルは、外部騒音レベルに応じて制御されるか
ら、外部騒音レベルに応じて騒音低減量が変化すること
になる。具体的には、外部騒音のレベルが大きいときは
可変利得増幅回路４の利得を大きくすることで該騒音低
減量を多くし、逆に外部騒音のレベルが小さいときは可
変利得増幅回路４の利得を小さくして騒音低減量を少な
くしている。この場合、外部騒音の低いときに外部騒音
低減量を大きくし過ぎることがないため、前述したよう
な「耳がつまる感じ」の不快感を生ずることはない。そ
して、外部騒音レベルに応じて制御される適度な騒音低
減量の下に、上記第２の電気信号を電気−音響変換した
再生音響信号を良好な状態で聴取することができる。
のような周波数特性で位相を反転させるように制御す
る。そして、この制御回路３からの出力信号は可変利得
増幅回路４に入力される。この可変利得増幅回路４に
は、上記マイクロホン２から出力される外部騒音のレベ
ルを検出し、この騒音レベルに応じた信号を出力する利
得制御回路９からの制御信号が入力されている。すなわ
ち、利得制御回路９は、上記検出した騒音レベルが大き
いときには可変利得増幅回路４の利得（増幅度）を大き
くし、逆に騒音レベルが小さいときには可変利得増幅回
路４の利得を小さくするような制御信号を出力してい
る。この可変利得増幅回路４及び特性伝達手段５によ
り、後述するように外部騒音のレベルに応じた騒音低減
を実現している。このように外部騒音のレベルに応じた
騒音低減処理をされた信号は、第１の電気信号として加
算器６に供給され、入力端子７及び増幅回路８を介して
別に供給される、例えば携帯用ヘッドホンプレーヤ等か
らの再生信号である第２の電気信号と電気的に加算され
る。この加算された第１及び第２の電気信号は、電気−
音響変換手段であるヘッドホンユニット10より電気的な
信号から音響的な信号に変換され発音される。この発音
された音響信号は、加算手段11において上記音響特性ブ
ロック12を介して到達した外部騒音と音響的に加算され
る。このとき、ヘッドホンユニット10から発音される音
響信号のうち上記第１の電気信号に対応する音響成分
は、外部から耳道22に到達する外部騒音に対して同じ周
波数スペクトルを有し、且つ、位相が反転された信号で
あるため、耳道22に到達する外部騒音を低減する働きを
する。これと同時にこの第１の電気信号に対応する音響
成分のレベルは、外部騒音レベルに応じて制御されるか
ら、外部騒音レベルに応じて騒音低減量が変化すること
になる。具体的には、外部騒音のレベルが大きいときは
可変利得増幅回路４の利得を大きくすることで該騒音低
減量を多くし、逆に外部騒音のレベルが小さいときは可
変利得増幅回路４の利得を小さくして騒音低減量を少な
くしている。この場合、外部騒音の低いときに外部騒音
低減量を大きくし過ぎることがないため、前述したよう
な「耳がつまる感じ」の不快感を生ずることはない。そ
して、外部騒音レベルに応じて制御される適度な騒音低
減量の下に、上記第２の電気信号を電気−音響変換した
再生音響信号を良好な状態で聴取することができる。
すなわち、上記音響入力端１の音圧をN,マイクロホン
２の伝達関数をM,制御回路３の伝達関数をβ，増幅回路
（可変利得増幅回路）４の伝達関数をA1,増幅回路８の
伝達関数をA2,ヘッドホンユニット10の伝達関数をH,音
響特性ブロック12の伝達関数をF,音響出力端13の音圧を
Ｐで表すとき、音圧Ｐは、 Ｐ＝A2HS＋（Ｆ＋A1HMβ）Ｎ と表される。なお、各伝達関数M,β,A1,A2,H,Fは周波数
領域で表している。この式から、可変利得増幅回路４の
伝達関数であるA1を変化させることにより信号成分Ｓに
関係なく外部騒音Ｎを変化することができる。ここで、
耳道22の音圧Ｐを０とするためには外部騒音の音圧Ｎの
係数を０にすればよい。従って、制御回路３の伝達関数
βを、 ０＝Ｆ＋A1HMβ β＝−F/A1HM とすれば、原理的には騒音を０にすることができるが、
可変利得増幅回路４の伝達関数A1（の利得）は可変であ
り、制御回路３の伝達関数βは固定であるから、A1の代
わりに固定値A1Fを用いて上記βを書き直すと、 β＝−F/A1FHM となり、音響出力端13の音圧Ｐは、 となる。この式において、可変利得増幅回路４の利得A1
をA1F以下の範囲で増減制御すれば、A1の値が小さいと
きから増大してA1Fに近付く程、上式中の外部騒音Ｎの
項が０に近付いてゆき、信号成分Ｓのレベルに影響を与
えることなく騒音低減量を変化させることができる。そ
して利得制御回路９によって、外部騒音のレベルが小さ
いとき、可変利得増幅回路４の利得A1を小さくするよう
に制御し、所謂耳がつまるような不快感の発生を回避し
ている。
２の伝達関数をM,制御回路３の伝達関数をβ，増幅回路
（可変利得増幅回路）４の伝達関数をA1,増幅回路８の
伝達関数をA2,ヘッドホンユニット10の伝達関数をH,音
響特性ブロック12の伝達関数をF,音響出力端13の音圧を
Ｐで表すとき、音圧Ｐは、 Ｐ＝A2HS＋（Ｆ＋A1HMβ）Ｎ と表される。なお、各伝達関数M,β,A1,A2,H,Fは周波数
領域で表している。この式から、可変利得増幅回路４の
伝達関数であるA1を変化させることにより信号成分Ｓに
関係なく外部騒音Ｎを変化することができる。ここで、
耳道22の音圧Ｐを０とするためには外部騒音の音圧Ｎの
係数を０にすればよい。従って、制御回路３の伝達関数
βを、 ０＝Ｆ＋A1HMβ β＝−F/A1HM とすれば、原理的には騒音を０にすることができるが、
可変利得増幅回路４の伝達関数A1（の利得）は可変であ
り、制御回路３の伝達関数βは固定であるから、A1の代
わりに固定値A1Fを用いて上記βを書き直すと、 β＝−F/A1FHM となり、音響出力端13の音圧Ｐは、 となる。この式において、可変利得増幅回路４の利得A1
をA1F以下の範囲で増減制御すれば、A1の値が小さいと
きから増大してA1Fに近付く程、上式中の外部騒音Ｎの
項が０に近付いてゆき、信号成分Ｓのレベルに影響を与
えることなく騒音低減量を変化させることができる。そ
して利得制御回路９によって、外部騒音のレベルが小さ
いとき、可変利得増幅回路４の利得A1を小さくするよう
に制御し、所謂耳がつまるような不快感の発生を回避し
ている。
第４図は本発明にかかる騒音低減装置を、外部騒音を
マイクロホンにて電気信号に変換して負帰還する。所謂
サーボ型の騒音低減装置に適用した第２の実施例を示す
ブロック図である。
マイクロホンにて電気信号に変換して負帰還する。所謂
サーボ型の騒音低減装置に適用した第２の実施例を示す
ブロック図である。
この第４図において、入力端子21及び加算器22を介し
て、例えば携帯用ヘッドホンプレーヤ等からの電気的な
再生信号が可変利得増幅回路23に入力される。なお、こ
の可変利得増幅回路23及び後に説明する制御回路29で特
性伝達手段31を構成している。この可変利得増幅回路23
からの出力信号はヘッドホンユニット24に供給され、音
響的な再生信号として発音される。この発音された音響
的な再生信号は加算手段25において、音響入力端26から
入力される外部騒音と加算（音響的に加算）される。こ
の音響的に加算された信号はマイクロホン27により収音
され、音響−電気変換される。マイクロホン27からの出
力信号は、該マイクロホン27の出力信号から外部騒音の
レベルを検波（例えば実効値検波）し、この検出したレ
ベルに応じた制御信号を上記可変利得増幅回路23に出力
する利得制御回路28と、該マイクロホン27からの出力信
号を負帰還制御し上記加算器22に供給する制御回路29と
に供給される。制御回路29は、上述のようにマイクロホ
ン27からの出力信号を負帰還制御し負帰還信号として加
算器22に供給する。そして、加算器22において入力端子
21を介して入力される上記携帯用ヘッドホンプレーヤか
らの電気的な再生信号と加算される。この加算された信
号は、上記利得制御回路28から供給される制御信号によ
って利得が変化する可変利得増幅回路23において、例え
ば利得制御回路28が検出した外部騒音レベルが大きい場
合は大きい利得で、逆に外部騒音レベルが小さいときは
小さい利得で増幅され、ヘッドホンユニット24にて発音
される。ヘッドホンユニット24では、上述のように上記
携帯用ヘッドホンプレーヤからの再生信号及び外部騒音
を負帰還制御した負帰還信号を同時に発音するため、音
響入力端26を介して入力される外部騒音が負帰還信号に
より相殺されるように動作し、音響出力端30からは該携
帯用ヘッドホンプレーヤからの再生信号の音響信号のみ
を明瞭に聴取することができる。
て、例えば携帯用ヘッドホンプレーヤ等からの電気的な
再生信号が可変利得増幅回路23に入力される。なお、こ
の可変利得増幅回路23及び後に説明する制御回路29で特
性伝達手段31を構成している。この可変利得増幅回路23
からの出力信号はヘッドホンユニット24に供給され、音
響的な再生信号として発音される。この発音された音響
的な再生信号は加算手段25において、音響入力端26から
入力される外部騒音と加算（音響的に加算）される。こ
の音響的に加算された信号はマイクロホン27により収音
され、音響−電気変換される。マイクロホン27からの出
力信号は、該マイクロホン27の出力信号から外部騒音の
レベルを検波（例えば実効値検波）し、この検出したレ
ベルに応じた制御信号を上記可変利得増幅回路23に出力
する利得制御回路28と、該マイクロホン27からの出力信
号を負帰還制御し上記加算器22に供給する制御回路29と
に供給される。制御回路29は、上述のようにマイクロホ
ン27からの出力信号を負帰還制御し負帰還信号として加
算器22に供給する。そして、加算器22において入力端子
21を介して入力される上記携帯用ヘッドホンプレーヤか
らの電気的な再生信号と加算される。この加算された信
号は、上記利得制御回路28から供給される制御信号によ
って利得が変化する可変利得増幅回路23において、例え
ば利得制御回路28が検出した外部騒音レベルが大きい場
合は大きい利得で、逆に外部騒音レベルが小さいときは
小さい利得で増幅され、ヘッドホンユニット24にて発音
される。ヘッドホンユニット24では、上述のように上記
携帯用ヘッドホンプレーヤからの再生信号及び外部騒音
を負帰還制御した負帰還信号を同時に発音するため、音
響入力端26を介して入力される外部騒音が負帰還信号に
より相殺されるように動作し、音響出力端30からは該携
帯用ヘッドホンプレーヤからの再生信号の音響信号のみ
を明瞭に聴取することができる。
ここで、上記音響入力端26の音圧をN,マイクロホン27
の伝達関数をM,制御回路29の伝達関数をβ，可変利得増
幅回路23の伝達関数をＡ、ヘッドホンユニット24の伝達
関数をH,音響出力端30の音圧をＰで表すとき、音圧Ｐ
は、 と表される。なお、各伝達関数M,β,A1,A2,H,Fは周波数
領域で表している。このとき、|AHMB|》１であれば、外
部騒音Ｎは1/AHMβに、再生信号は1/Mβとなる。これか
らわかるように|AHMβ｜》１の条件を満足すれば耳道の
音圧Ｐのうち、再生信号は上記可変利得増幅回路23の伝
達関数Ａ及びヘッドホンユニット24の伝達関数Ｈに左右
されず、外部騒音のみを可変することができる。すなわ
ち、可変利得増幅回路23の利得Ａを|AHMβ｜》１を満足
する条件の下で可変することにより、再生信号レベルに
関係なく負帰還制御した外部騒音である負帰還信号のレ
ベルを可変することができる。この場合には、外部騒音
が大きいとき可変利得増幅回路23の利得を大きくし騒音
低減量を多くし、逆に外部騒音の小さいときは可変利得
増幅回路23の利得を小さくし騒音低減量を少なくするこ
とにより、上述したように、所謂耳がつまるような不快
感を生ずることがなく再生信号を聴取することができ
る。
の伝達関数をM,制御回路29の伝達関数をβ，可変利得増
幅回路23の伝達関数をＡ、ヘッドホンユニット24の伝達
関数をH,音響出力端30の音圧をＰで表すとき、音圧Ｐ
は、 と表される。なお、各伝達関数M,β,A1,A2,H,Fは周波数
領域で表している。このとき、|AHMB|》１であれば、外
部騒音Ｎは1/AHMβに、再生信号は1/Mβとなる。これか
らわかるように|AHMβ｜》１の条件を満足すれば耳道の
音圧Ｐのうち、再生信号は上記可変利得増幅回路23の伝
達関数Ａ及びヘッドホンユニット24の伝達関数Ｈに左右
されず、外部騒音のみを可変することができる。すなわ
ち、可変利得増幅回路23の利得Ａを|AHMβ｜》１を満足
する条件の下で可変することにより、再生信号レベルに
関係なく負帰還制御した外部騒音である負帰還信号のレ
ベルを可変することができる。この場合には、外部騒音
が大きいとき可変利得増幅回路23の利得を大きくし騒音
低減量を多くし、逆に外部騒音の小さいときは可変利得
増幅回路23の利得を小さくし騒音低減量を少なくするこ
とにより、上述したように、所謂耳がつまるような不快
感を生ずることがなく再生信号を聴取することができ
る。
なお、本発明にかかる騒音低減装置は、上記実施例の
みに限定されるものではなく、例えば、上記外部騒音の
レベル検出用マイクロホンを外部騒音収音用のマイクロ
ホンとは別に設けてもよい。また、上記外部から入力さ
れる電気信号（第２の電気信号）としては、携帯用ヘッ
ドホンプレーヤ等からの再生信号に限定されず、例えば
飛行機と地上との間等での交信信号や、電話器の受話信
号等でもよく、この場合の適用装置は、所謂ヘッドセッ
トや電話器の送受話器等となる。さらに、上記外部から
の信号が入力されない、騒音低減専用の装置に適用して
もよいことは勿論である。
みに限定されるものではなく、例えば、上記外部騒音の
レベル検出用マイクロホンを外部騒音収音用のマイクロ
ホンとは別に設けてもよい。また、上記外部から入力さ
れる電気信号（第２の電気信号）としては、携帯用ヘッ
ドホンプレーヤ等からの再生信号に限定されず、例えば
飛行機と地上との間等での交信信号や、電話器の受話信
号等でもよく、この場合の適用装置は、所謂ヘッドセッ
トや電話器の送受話器等となる。さらに、上記外部から
の信号が入力されない、騒音低減専用の装置に適用して
もよいことは勿論である。
［発明の効果］ 本発明に係る騒音低減装置によれば、装着時において
耳の近傍に設けられた電気−音響変換手段と、上記電気
−音響変換手段の近傍に設けられた音響−電気変換手段
と、上記音響−電気変換手段からの出力信号を供給さ
れ、外部から耳道に到達する音響的な外部騒音を低減す
るような特性を付加する特性伝達手段と、上記音響−電
気変換手段から出力される外部騒音のレベルを検出し、
この検出された騒音レベルが大きいときに外部騒音の騒
音低減量を大きくし、この騒音レベルが小さいときに外
部騒音の騒音低減量を小さくするように騒音レベルに応
じて上記特性伝達手段の利得を制御する制御手段とを備
え、上記特性伝達手段からの出力信号を上記電気−音響
変換手段に供給するようにしたことにより、例えば耳、
頭等の形状やヘッドホンユニット等を介した周波数特性
を加味した耳道に到達するまでの全ての外部騒音を有効
にキャンセルしながら、外部騒音の低減量を外部騒音レ
ベルに応じて制御することができ、これによって、外部
騒音を低減し過ぎたときに生ずる不快感、すなわち耳が
圧迫されるような不快感を防止することができ、高騒音
下では騒音低減が充分になされて、騒音環境に応じた適
切な騒音低減が実現される。
耳の近傍に設けられた電気−音響変換手段と、上記電気
−音響変換手段の近傍に設けられた音響−電気変換手段
と、上記音響−電気変換手段からの出力信号を供給さ
れ、外部から耳道に到達する音響的な外部騒音を低減す
るような特性を付加する特性伝達手段と、上記音響−電
気変換手段から出力される外部騒音のレベルを検出し、
この検出された騒音レベルが大きいときに外部騒音の騒
音低減量を大きくし、この騒音レベルが小さいときに外
部騒音の騒音低減量を小さくするように騒音レベルに応
じて上記特性伝達手段の利得を制御する制御手段とを備
え、上記特性伝達手段からの出力信号を上記電気−音響
変換手段に供給するようにしたことにより、例えば耳、
頭等の形状やヘッドホンユニット等を介した周波数特性
を加味した耳道に到達するまでの全ての外部騒音を有効
にキャンセルしながら、外部騒音の低減量を外部騒音レ
ベルに応じて制御することができ、これによって、外部
騒音を低減し過ぎたときに生ずる不快感、すなわち耳が
圧迫されるような不快感を防止することができ、高騒音
下では騒音低減が充分になされて、騒音環境に応じた適
切な騒音低減が実現される。
第１図は本発明にかかる騒音低減装置の第１の実施例の
ブロック図、第２図は該実施例の騒音低減装置をインナ
型のヘッドホン装置に適用した場合の使用状態を示す背
面図、第３図は第２図のＡ−Ａ線断面図、第４図は本発
明にかかる騒音低減装置の第２の実施例のブロック図で
ある。 1,26……音響入力端 2,27……マイクロホン 3,29……制御回路 4,23……可変利得増幅回路 5,31……特性伝達手段 6,22……加算器 7,21……入力端子 9,28……利得制御回路 10,24……ヘッドホンユニット 11,25……加算手段 12……音響特性ブロック 13,30……音響出力端
ブロック図、第２図は該実施例の騒音低減装置をインナ
型のヘッドホン装置に適用した場合の使用状態を示す背
面図、第３図は第２図のＡ−Ａ線断面図、第４図は本発
明にかかる騒音低減装置の第２の実施例のブロック図で
ある。 1,26……音響入力端 2,27……マイクロホン 3,29……制御回路 4,23……可変利得増幅回路 5,31……特性伝達手段 6,22……加算器 7,21……入力端子 9,28……利得制御回路 10,24……ヘッドホンユニット 11,25……加算手段 12……音響特性ブロック 13,30……音響出力端
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−91096（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−13001（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−197100（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−70486（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭54−109513（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】装着時において耳の近傍に設けられた電気
−音響変換手段と、 上記電気−音響変換手段の近傍に設けられた音響−電気
変換手段と、 上記音響−電気変換手段からの出力信号を供給され、外
部から耳道に到達する音響的な外部騒音を低減するよう
な特性を付加する特性伝達手段と、 上記音響−電気変換手段から出力される外部騒音のレベ
ルを検出し、この検出された騒音レベルが大きいときに
外部騒音の騒音低減量を大きくし、この騒音レベルが小
さいときに外部騒音の騒音低減量を小さくするように騒
音レベルに応じて上記特性伝達手段の利得を制御する制
御手段とを備え、 上記特性伝達手段からの出力信号を上記電気−音響変換
手段に供給するようにしたこと を特徴とする騒音低減装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01074833A JP3112268B2 (ja) | 1989-03-29 | 1989-03-29 | 騒音低減装置 |
| US07/493,432 US5138664A (en) | 1989-03-25 | 1990-03-14 | Noise reducing device |
| EP90302904A EP0390386B1 (en) | 1989-03-25 | 1990-03-19 | Noise reducing device |
| DE69022762T DE69022762T2 (de) | 1989-03-25 | 1990-03-19 | Vorrichtung zur Lärmverminderung. |
| KR1019900003974A KR940005040B1 (ko) | 1989-03-25 | 1990-03-24 | 소음 저감장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01074833A JP3112268B2 (ja) | 1989-03-29 | 1989-03-29 | 騒音低減装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02254898A JPH02254898A (ja) | 1990-10-15 |
| JP3112268B2 true JP3112268B2 (ja) | 2000-11-27 |
Family
ID=13558734
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01074833A Expired - Fee Related JP3112268B2 (ja) | 1989-03-25 | 1989-03-29 | 騒音低減装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3112268B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011508494A (ja) * | 2007-12-21 | 2011-03-10 | ウォルフソン・マイクロエレクトロニクス・ピーエルシー | ノイズレベルに基づく利得制御付きノイズキャンセル・システム |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4505423B2 (ja) * | 2006-03-10 | 2010-07-21 | シャープ株式会社 | 騒音キャンセルヘッドフォン、及び騒音キャンセル制御切替方法 |
| JP4505427B2 (ja) * | 2006-03-24 | 2010-07-21 | シャープ株式会社 | 騒音キャンセルヘッドフォン、及び騒音キャンセル制御モード切替方法 |
| JP5059501B2 (ja) * | 2007-07-09 | 2012-10-24 | 株式会社オーディオテクニカ | ヘッドホン |
| GB0725113D0 (en) * | 2007-12-21 | 2008-01-30 | Wolfson Microelectronics Plc | SNR dependent gain |
| US8315405B2 (en) | 2009-04-28 | 2012-11-20 | Bose Corporation | Coordinated ANR reference sound compression |
| US8472637B2 (en) | 2010-03-30 | 2013-06-25 | Bose Corporation | Variable ANR transform compression |
| US8073150B2 (en) | 2009-04-28 | 2011-12-06 | Bose Corporation | Dynamically configurable ANR signal processing topology |
| US8165313B2 (en) | 2009-04-28 | 2012-04-24 | Bose Corporation | ANR settings triple-buffering |
| US8090114B2 (en) | 2009-04-28 | 2012-01-03 | Bose Corporation | Convertible filter |
| US8184822B2 (en) | 2009-04-28 | 2012-05-22 | Bose Corporation | ANR signal processing topology |
| US8611553B2 (en) | 2010-03-30 | 2013-12-17 | Bose Corporation | ANR instability detection |
| US8073151B2 (en) | 2009-04-28 | 2011-12-06 | Bose Corporation | Dynamically configurable ANR filter block topology |
| US8532310B2 (en) | 2010-03-30 | 2013-09-10 | Bose Corporation | Frequency-dependent ANR reference sound compression |
| WO2010129272A1 (en) * | 2009-04-28 | 2010-11-11 | Bose Corporation | Sound-dependent anr signal processing adjustment |
| JP2011059376A (ja) * | 2009-09-10 | 2011-03-24 | Pioneer Electronic Corp | 雑音低減装置付きヘッドフォン |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5932026Y2 (ja) * | 1978-01-18 | 1984-09-08 | 松下電器産業株式会社 | マイクロホン内蔵磁気記録再生装置 |
| JPS60145714A (ja) * | 1984-01-06 | 1985-08-01 | Nissan Motor Co Ltd | 車両用音響装置 |
| JPS6444612A (en) * | 1987-08-13 | 1989-02-17 | Nec Corp | Sound volume adjusting circuit |
-
1989
- 1989-03-29 JP JP01074833A patent/JP3112268B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011508494A (ja) * | 2007-12-21 | 2011-03-10 | ウォルフソン・マイクロエレクトロニクス・ピーエルシー | ノイズレベルに基づく利得制御付きノイズキャンセル・システム |
| US8737633B2 (en) | 2007-12-21 | 2014-05-27 | Wolfson Microelectronics Plc | Noise cancellation system with gain control based on noise level |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02254898A (ja) | 1990-10-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |