JP4294754B2 - Active noise reduction headset - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、能動型ノイズ低減に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
技術的背景として、米国特許第4,644,581号、第4,922,542号および第5,305,387号を援用する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の重要な目的は、改良された能動型ノイズ低減ヘッドホーンを提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、能動型ノイズ低減ヘッドセットにおける使用に適したモジュールは、壁部を有するエンクロージャを含んでいる。この壁部の一部にドライバが取り付けられている。ポートが、エンクロージャの内部および外部を相互結合する。ダンパがポートに結合されている。
【0005】
本発明の別の態様では、能動型ノイズ低減ヘッドセットは、分割部によって分離された第1および第2の空洞を包囲するイヤカップ(earcup)を含む。ヘッドセットは、更に快適な密閉用パッドも含む。ダイアフラムを有するドライバが分割部内に取り付けられており、第1の空洞内に音波を放射し、これが周囲のノイズを減衰させる。ポートは、第2の空洞およびエンクロージャの外部を相互結合する。
【0006】
その他の特徴、目的および利点は、添付図面を参照することにより、以下の詳細な説明から明白となろう。
【0007】
【発明の実施の形態】
これより図面、更に特定すれば図1を参照すると、本発明による能動型(アクティブ)ノイズ低減ヘッドセットが示されている。ヘッドバンド56が2つのイヤカップ構造体58に取り付けられている。イヤカップ構造体58の各々は、イヤカップ部分50および快適パッド54を含む。ヘッドバンドは、多くのタイプの1つとすることができ、その中には、ヘッドバンドの長さまたはヘッドバンド上のイヤカップ構造体の位置が調節可能なヘッドバンドが含まれる。ヘッドバンド56およびイヤカップ構造体間の接続によって、ヘッドバンドに対して1本以上の軸に沿った調節を考慮することができる。使用中、ヘッドバンド56は、ユーザの耳を覆うようにイヤカップ構造体58を保持し、耳(周囲耳(circumaural))を包囲するか、または耳(上耳(supraural))を覆う。
【0008】
図2ないし図4を参照すると、イヤカップ構造体58の概略断面図が示されている。図2において、イヤカップ・シェル50が前側空洞52を包囲する。快適パッド54は、ユーザの頭部側面に密着するので、これらは周囲ノイズの大部分からユーザの耳を封止する。前側空洞52は、能動型ノイズ低減モジュール10を包囲する。能動型ノイズ低減モジュール10は、音波放射ダイアフラム21を備えたドライバ18を含む。ポート16および音響的抵抗開口17が並列に、イヤカップ・シェル50を貫通する。これらについては、以下で更に詳しく説明する。図3および図4において、通路19がポートおよび抵抗開口17を周囲環境に接続する。通路19の寸法は、この通路がポートとしても、ダイアフラム21が放射する音波の導波路としても作用しないようなものとする。音響効果は、ポート16および抵抗開口17双方が図2におけるように直接周囲環境に接続する場合と同一である。前側空洞52内には、減衰材53(例えば、連続気泡発泡体)を配し、前側空洞における共振を減少させ、受動型な減衰を補助するようにしてもよい。図3および図4におけるような実施形態は、能動型ノイズ低減モジュールの融通性(適応性)のある配置を可能とし、イヤカップに対する改造を最少に抑えて、種々の異なるイヤカップに能動型ノイズ低減モジュール10を実装可能にするという利点がある。
【0009】
動作において、マイクロフォン22が音圧を測定する。回路(図示せず)が、マイクロフォン22によって測定された音圧を、ダイアフラム21によって放射された音波による音圧と比較し、周囲ノイズを検出し、ドライバ18に信号を伝達し、周囲ノイズと同様であるが周囲ノイズとは位相が外れている音響パターンをダイアフラム21に放射させることによって、周囲ノイズを大幅に減衰させる。
【0010】
図5のAないし図5のBを参照すると、能動型ノイズ低減モジュール10が図示されている。エンクロージャ12が後側空洞14(図6のAないし図6のD)を包囲する。ポート16および音響的抵抗開口17が、エンクロージャ12の壁部を貫通している。エンクロージャ12の表面には、ドライバ18が取り付けられている。エンクロージャ12の外面には、マイクロフォン22が取り付けられている。本実施形態では、マイクロフォン22は、ダイアフラム21の端部付近の位置に取り付けられ、ピックアップ面が半径方向内側に面している。即ち、ピックアップ面に垂直な直線が、ドライバ18の軸24にほぼ直交するように取り付けられている。
【0011】
本発明の一実施形態では、エンクロージャ12は概略的に円筒形をなしており、ドライバ18の直径は約42mmで、円筒の平面の1つに取り付けられている。エンクロージャ12によって包囲されている後側空洞14は、典型的には約10ないし20立方センチメートルの容積を有し、前側空洞52は、典型的には、約100ないし200立方センチメートルの容積を有する。ポート16の音響質量、および後側空洞14のコンプライアンスは、典型的に、約300Hzの周波数に同調されている。音響的抵抗開口16は、約1x167オームの音響抵抗を与える。抵抗開口17は、音響的抵抗被覆17bを有する開口17aとすればよく、あるいは、音響的抵抗物質を充填した開口としてもよい。
【0012】
次に図6のAないし図6のDを参照すると、能動型ノイズ低減モジュール10が示されている。これらの図では、本発明をより良く説明するためにある要素が省略または変更されている。図6のBないし図6のDを用いて、図6のAの実施形態の特徴のいくつかの効果について、以下に説明する。図6のBでは、ポート16および抵抗開口17が省略されている。図6のCでは、抵抗開口17が省略されている。図6のDでは、抵抗開口17を省略し、音響的抵抗物質16aがポート16内に挿入されている。(あるいは、ポート16の開口を、音響的抵抗物質で被覆してもよい)。
【0013】
図6のDの実施形態では、音響材16aの音響抵抗が、周囲環境と連絡した後側空洞14を、ポート16内の空気の質量と直列に接続する。図6のAの実施例では、抵抗開口18の音響抵抗は、周囲環境に通じる後側空洞14を、ポート16内の空気の質量に並列に接続する。
【0014】
次に図7を参照すると、ドライバ18の応答(レスポンス)を、周波数の関数として行ったコンピュータ・シミュレーションのグラフが示されており、図5のAの実施形態の種々の要素の効果を表す。曲線24は、図6のBの実施形態におけるドライバ18の応答を表す。曲線26は、図6のCに示した実施例におけるドライバ18の応答を表す。曲線24と比較すると、曲線26は、低周波数においてより良い応答を示すだけでなく、この場合300Hzのポート共振周波数において、低い出力を有する。曲線28は、図6のDに示した実施形態におけるドライバ18の応答を表す。曲線26と比較すると、曲線28は、より滑らかな周波数応答、および低周波数において改善された応答を示す。曲線30は、図6のAの実施形態の応答を表す。曲線24,26および28と比較すると、曲線30は、滑らかな周波数応答および低周波数において改善された応答を示す。
【0015】
本発明によるイヤカップは、そのポートおよび抵抗性経路の構造によって、能動的減衰を可能とし、しかも後側空洞を格段に縮小することができるので、従来のイヤカップよりも有利である。この特徴は、更に、所与のイヤカップ・サイズ、前側空洞の大型化をもたらし、受動的減衰を改善する。周波数応答が滑らかなため、簡略化した電子回路を用い、ドライバ動作の一層の効率化と組み合わせることが容易となり、電池給電型能動型ノイズ低減ヘッドセットにおいて特に有利な、電力消費の大幅な削減を可能とする。
【0016】
他の実施例も、特許請求の範囲に含まれるものとする。
【図面の簡単な説明】
【図1】ノイズ低減ヘッドセットの平面図。
【図2】本発明を具体化するイヤカップの概略断面図。
【図3】本発明を具体化するイヤカップの概略断面図。
【図4】本発明を具体化するイヤカップの概略断面図。
【図5】本発明によるモジュールの斜視図。
【図6】本発明によるモジュールの別の実施例を示す断面図。
【図7】図6のAないし図6のDのモジュールの、ドライバ応答対周波数の関係を示すグラフ。
【符号の説明】
10 能動型ノイズ低減モジュール
12 エンクロージャ
14 後側空洞14
16 ポート
17 音響的抵抗開口
18 ドライバ
19 通路
21 音波放射ダイアフラム
22 マイクロフォン
50 イヤカップ部分(イヤカップ・シェル)
52 前側空洞
53 減衰材
54 快適パッド
56 ヘッドバンド
58 イヤカップ構造体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to active noise reduction.
[0002]
[Prior art]
U.S. Pat. Nos. 4,644,581, 4,922,542 and 5,305,387 are incorporated as technical background.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
An important object of the present invention is to provide an improved active noise reduction headphone.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In accordance with the present invention, a module suitable for use in an active noise reduction headset includes an enclosure having walls. A driver is attached to a part of the wall. A port interconnects the interior and exterior of the enclosure. A damper is coupled to the port.
[0005]
In another aspect of the invention, the active noise reduction headset includes an earcup that surrounds the first and second cavities separated by a divider. The headset also includes a more comfortable sealing pad. A driver with a diaphragm is mounted in the split and emits sound waves into the first cavity, which attenuates ambient noise. The port interconnects the second cavity and the exterior of the enclosure.
[0006]
Other features, objects and advantages will become apparent from the following detailed description when taken in conjunction with the accompanying drawings.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Referring now to the drawings and more particularly to FIG. 1, an active noise reduction headset according to the present invention is shown. A
[0008]
Referring to FIGS. 2-4, schematic cross-sectional views of the
[0009]
In operation, the
[0010]
Referring to FIGS. 5A-5B, an active
[0011]
In one embodiment of the present invention, the
[0012]
Referring now to FIGS. 6A-6D, an active
[0013]
In the embodiment of FIG. 6D, the acoustic resistance of the
[0014]
Referring now to FIG. 7, a graph of a computer simulation in which the response of
[0015]
The ear cup according to the present invention is more advantageous than the conventional ear cup because the structure of the port and the resistive path enables active damping and the rear cavity can be greatly reduced. This feature also provides a given earcup size, an increase in the front cavity and improves passive damping. The smooth frequency response makes it easy to combine simplified driver circuitry with greater efficiency in driver operation, which can be a significant advantage in battery powered active noise reduction headsets Make it possible.
[0016]
Other embodiments are within the scope of the claims.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a noise reduction headset.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an earcup that embodies the present invention.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of an earcup that embodies the present invention.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of an ear cup embodying the present invention.
FIG. 5 is a perspective view of a module according to the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing another embodiment of a module according to the present invention.
7 is a graph showing the relationship between driver response and frequency for the modules of FIGS. 6A to 6D. FIG.
[Explanation of symbols]
10 Active
16
52
Claims (9)
前記後側空洞の容積は、前記前側空洞の容積の1/5よりも小さく、
前記前側空洞はユーザの耳に向かって開口し、更に、
前記前側空洞および前記後側空洞を分離する分割部と、
前記分割部に取り付けられ、それと共働して、前記前側空洞と前記後側空洞との間の空気流を防止するダイアフラムを取り付けたドライバと、
前記後側空洞と前記イヤカップの外部とを連絡するポートと、を備え、
前記ポートは、前記コンプライアンスと共働して、共振周波数において共振する共振回路を形成する質量を有し、更に、
前記後側空洞および前記外部を前記ポートと並列に連絡する音響抵抗性開口を備えた、アクティブノイズ低減ヘッドセット。Comprising an ear cup surrounding the compliant rear and front cavities and arranged to seal from the side of the user's head ;
The volume of the rear cavity is smaller than 1/5 of the volume of the front cavity,
The front cavity opens towards the user's ear;
A dividing part separating the front cavity and the rear cavity;
A driver attached to the divider and cooperating with it to attach a diaphragm to prevent air flow between the front cavity and the rear cavity;
A port connecting the rear cavity and the outside of the ear cup,
The port has a mass that cooperates with the compliance to form a resonant circuit that resonates at a resonant frequency;
An active noise reduction headset comprising an acoustic resistive aperture that communicates the rear cavity and the exterior in parallel with the port.
第1空洞、およびコンプライアンスを有する第2空洞を包囲するイヤカップを備え、
前記第2空洞の容積は、前記第1空洞の容積の1/5よりも小さく、
前記第1空洞および第2空洞は分割部によって分離され、更に、
ユーザの頭部の側面から前記イヤカップを封止するように構成および配置される快適パッドと、
前記分割部に取り付けられ、それと共働して、前記第1空洞と前記第2空洞との間の空気流を防止するダイアフラムを取り付けたドライバと、
前記第2空洞と前記イヤカップの外部領域とを連絡するポートと、を備え、
前記ポートは、前記第2空洞のコンプライアンスと共働して、共振回路を形成する質量を有し、更に、
前記第2空洞および前記イヤカップの外部領域を前記ポートと並列に連絡する音響抵抗性開口を備えた、アクティブノイズ低減ヘッドセット。 An active noise reduction headset,
An ear cup surrounding the first cavity and the second cavity having compliance;
The volume of the second cavity is less than 1/5 of the volume of the first cavity,
The first cavity and the second cavity are separated by a dividing portion;
A comfort pad constructed and arranged to seal the ear cup from the side of the user's head;
A driver attached to the dividing portion and cooperating with it to attach a diaphragm for preventing an air flow between the first cavity and the second cavity;
A port communicating the second cavity with an outer region of the earcup,
The port has a mass that cooperates with the compliance of the second cavity to form a resonant circuit;
An active noise reduction headset comprising an acoustic resistive opening that communicates the second cavity and the outer region of the earcup in parallel with the port.
前記分割部はモジュールの壁部を備えており、
前記モジュールは前記第2空洞を包囲し、
前記ポートおよび前記音響抵抗性開口が、前記イヤカップの開口を通して、前記第2空洞と前記領域とを連絡するように、前記モジュールが前記イヤカップ内に着脱自在に一体化されるように適応している、アクティブノイズ低減ヘッドセット。The headset of claim 6,
The division part includes a module wall part,
The module surrounds the second cavity;
The module is adapted to be detachably integrated within the earcup such that the port and the acoustically resistive opening communicate the second cavity and the region through the opening of the earcup. Active noise reduction headset.
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