JPH0536991U - ヘツドホン装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 能動型雑音制御用のヘッドホン装置での雑音
キャンセル効果を安定化させる。 【構成】 能動型雑音制御用ヘッドホン装置３０に用い
るヘッドホンユニット４、４にマイクロホンユニット２
０を防振部材４１を介して配設する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はヘッドホン装置に係り、特に周囲雑音或いは騒音を自動的にキャンセ ル出来る様にした能動型のヘッドホン装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来からヘッドホン装置、例えばヘッドホンユニットから放音される音響信号 をマイクロホンユニットで収音し、この収音信号を逆位相で入力側に帰還する負 帰還ループによってヘッドホンユニット近傍で発生する騒音成分を除去して入力 された音響信号だけを聴取する様にしたヘッドホンユニットが提案されている。

【０００３】 その原理的構成は図７に示されている様に聴取者の耳５に装着されるヘッドホ ンユニット４の近傍にマイクロホンユニット６を設けるとともに、信号源８から 信号入力端子１に与えられるアナログ的入力電気信号を増幅してヘッドホンユニ ット４に供給する増幅回路３の入力側に混合器２を設け、ヘッドホンユニット４ 近傍の音響信号をマイクロホンユニット６にて電気信号に変換して帰還回路７を 介して混合器２に供給し、この混合器２でアナログ入力電気信号に帰還回路７の 出力すなわち帰還信号を合成して増幅回路３に供給することによって、増幅回路 ３へ負帰還制御を行う構成となっている。

【０００４】 この能動騒音制御型ヘッドホン装置によれば、聴取者の耳５の耳道入口付近に おいて、ヘッドホンユニット４による音響出力信号と外部からの騒音信号とが加 算された音響信号が得られ、外部からの騒音信号が加算された音響信号をマイク ロホンユニット６にて電気信号に変換して帰還回路７を介して増幅回路３の入力 側に負帰還することによって、聴取者の耳５に入力される音響信号の騒音レベル を下げることができる様に成されている。

【０００５】 このヘッドホン装置は例えば図８に示す様に構成されている。図で、マイクロ ホン６は耳５とヘッドホンユニット４との間に介在される。即ち、略断面コ字状 のケーシング９内に例えば、ヨーク１０及びマグネット１１並にコイル１２から なるドライバー１３が配され、このドライバー１３のヨーク１０前面に孔あき板 １４を設けて、ここにフェルト等の制動材料１５を介在させ更に、ヨーク１０と マグネット１１間に介在させたコイル１２が巻回されたコイルボビンに振動板１ ６を振動可能に枢着する。

【０００６】 更に振動板１６の前面には複数の小孔を穿った振動板保護用のカバー１７がケ ーシング９に嵌め合せれて一体化され、更に耳あて用の緩衝材より成るイヤパッ ト１８が耳５を覆う様にカバー１７の外周を覆っている。

【０００７】 マイクロホンユニット６は振動板保護用のカバー１７の略中央に接着剤等を介 して固定されている。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

上述の従来構成の様なヘッドホンユニット４とマイクロホンユニット６の取付 構造によるとヘッドホンユニット４の振動板１６に直接マイクロホンユニット６ が取り付けてあるために振動板１６の振動に伴ってカバー１７も振動しているた めに、マイクロホン６自体も振動することになる。

【０００９】 即ち、聴取者がヘッドホンに手を振れた時などには、これらの衝撃がマイクロ ホンユニット６に直接伝達されて大きく振動する。

【００１０】 図９はこの様なヘッドホンユニット４の耳あてと反対側のケーシング９に衝撃 を加えた時に振動板１６の前面に配設したカバー１７に振動ピックアップを直接 取付けて測定した衝撃波形の時間に対するレベル振幅特性を示している。

【００１１】 この様に衝撃が加えられてからかなりの長い時間、カバー１７即ち、マイクロ ホンユニット６は振動を持続し続けるためにマイクロホンユニット６から収音し た雑音や騒音成分を含む音響信号中に更に衝撃波が加わって、マイクロホンユニ ット６でのモニタ音が参照用の残差音として利用しても、正確にキャンセル効果 が得られない等の問題があった。

【００１２】 本考案は叙上の如き問題点を解消した雑音制御を行う能動型ヘッドホン装置を 提供しようとするものであり、その目的とするところは外部から加えられる振動 が参照音を収音するマイクロホンユニット６に伝達されずにノイズキャンセル効 果が安定に得られるヘッドホン装置を得ようとするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】

本考案のヘッドホン装置はその例が図１及び図３に示されている様に、周囲雑 音と逆相の音をヘッドホンユニット空間で放音させて周囲雑音を干渉で消去させ る様に成したヘッドホン装置３０に於いて、ヘッドホンユニット空間内或いは周 辺で放音される雑音成分を収音するマイクロホンユニット２０と、このマイクロ ホンユニット２０からの雑音成分を取り出してキャンセル信号を抽出する制御手 段２２とを具備し、マイクロホンユニット２０をヘッドホンユニット４の放音孔 近傍に防振部材４１を介して配設して成るものである。

【００１４】

【作用】

本考案のヘッドホン装置３０は振動板の前面の放音孔近傍に防振部材４１を介 して配設する様にしたので、ヘッドホン装置に与える振動がマイクロホンユニッ ト２０に伝達されることなくノイズキャンセルを安定に動作させ雑音制御を有効 に行う能動型ヘッドホン装置が得られる。

【００１５】

【実施例】

以下、本考案の騒音制御を行う能動型ヘッドホン装置を図１乃至図６により説 明する。図１によって本考案のヘッドホン装置の構造を説明するに先だち、図３ によって、能動的な雑音制御（以下ＡＮＣと記す）をデジタルシグナルプロセッ サ（以下ＤＳＰと記す）により適応フィルタを構成させたヘッドホン装置を説明 する。

【００１６】 図３に於いて、図７との対応部分には同一符号を付して示すが、本例ではマイ クロホンユニット６は聴取者のヘッドホン装置のイヤパット１８等の近傍に適宜 方法で取り付けられて外部の周囲雑音を収音するマイクロホンとして利用する。

【００１７】 この外部雑音収音マイクロホンユニット６から収音された外部雑音はアナログ −デジタル変換回路（以下ＡＤＣと記す）２１等を介してＤＳＰ２２に供給され る。ＤＳＰ２２では高速の畳込み演算を必要とするために外部雑音データを制御 用の有限長インパルス応答システムフィルタ（Finite Impulse Response ：以下 ＦＩＲと記す）２３及び同定用のＦＩＲ２４に供給する。

【００１８】 制御用のＦＩＲ２３を通して外部雑音又は騒音位相が反転される様にコントロ ーラ２５でコントロールされる。コントローラ２５には同定用のＦＩＲ２４から の雑音データとヘッドホンユニット４の前面に配設した残差収音マイクロホン２ ０からの残差雑音或は騒音成分信号をＡＤＣ２７でデジタル変換した後に残差デ ータとして供給され、ＬＭＳ（Least mean Square ）法等の遂次近似による係数 更新が行なわれる。

【００１９】 ヘッドホンユニット４のイヤパット１８と耳５の間の空間で雑音又は騒音と逆 相となる様に信号を放音させて、この空間で雑音或いは騒音を干渉によってキャ ンセルさせる。

【００２０】 ＤＳＰ２２のＦＩＲ２３で反転された外部雑音データはデジタル−アナログ変 換回路（ＤＡＣ）でアナログ信号に変換され、混合器２には音響信号が信号源８ 及び増幅回路３を介して供給されて、ヘッドホンユニット４の振動板からは反転 された外部雑音或いは騒音成分信号と正相の音響信号が放音される。

【００２１】 以下、上述の回路に用いる本例のヘッドホン装置の一実施例を図１及び図２Ａ 、Ｂによって説明する。図１は本例のヘッドホンユニット４の分解斜視図と要部 の側断面図を示すものである。

【００２２】 図１及び図２Ａ，Ｂでヘッドホン装置３０はヘッドホンバンド３１の左右にヘ ッドホンユニット４、４を有し、外部雑音収音用のマイクロホンユニット６がヘ ッドホンユニット４近傍に取り付けられている。例えば、図１で左側のヘッドホ ンユニット４のケーシング９内にはヨークとマグネット１１を含むドライバー１ ３が内蔵される。穴あき板１４はケーシング９の前面透孔３２に嵌着されている 。振動板１６の外周は穴あき板１４の外周フランジ部に固定され、中心部はヨー クとマグネット１１間に嵌挿されたコイル１２を巻回したボビンが取り付けられ 、ドライバー１３を構成している。

【００２３】 カバー１７は振動板１６の前面に押し当てられて外周部で押えリング３３で固 定される。この押えリング３３は図２Ａ、Ｂに示す様にリング状部３４とこのリ ング状部３４と直交する様に突出した４個の舌片３５、３５、３５、３５を有し 、この舌片３５、３５……の先端には折り曲げ部３６が形成されてケーシング９ に穿った透孔３７に、この舌片３５、３５……を挿入してスプリング力でケーシ ング９に固定され、リング状部３４でカバー１７を押圧保持する。

【００２４】 このリング状部３４の中心の角度３６０度を例えば３等分した１２０度間隔で 透孔を穿ってビス３８、３８、３８を挿通し、ダブルナット等を介して固定し、 ビスの軸方向に所定位置で可動可能に固定出来る様に構成させる。更に、ビス３ ８、３８、３８の先端にピアノ線の如きワイヤ３９、３９、３９を固定する。こ のワイヤ３９、３９、３９の他端は筒状のマイクロホン保持具４０に溶接等で固 定する。このマイクロホン保持具４０内には図３で説明した残差収音マイクロホ ンユニット２０が例えばウレタン等の緩衝材４１で包まれて筒状のマイクロホン 保持具４０内に挿入固定される。イヤパット１８はケーシング９に嵌着される。

【００２５】 上述の構造によると残差収音用のマイクロホンユニット２０は振動板１６から やや離れた位置に配され、且つワイヤ３９、３９、３９を介して架張されている のでビス３８、３８、３８を調整することで所定の張力に調整し、ワイヤの共振 が適応フィルタのＦＩＲの係数更新に影響を与えない様にすることが出来るだけ でなく、振動成分をダンプする緩衝材４１を介して残差マイクロホンユニット２ ０が保持されているので外部振動の影響を大幅に減少させることが出来る。

【００２６】 上述の実施例では押えリング３３にワイヤ３９を介して残差マイクロホンユニ ット２０を架張保持させたが、図２Ａに示すイヤパット１８に破線で示す様にマ イクロホンユニット２０をワイヤ３９を介して架張させることも出来る。この場 合はイヤパット１８の底面は硬質ゴム４２で構成されているのでこの底面の中心 孔位置にマイクロホンユニット２０を保持させれば硬質ゴム４２の抵抗成分と相 まってよりダンピング効果の大きいヘッドホン装置が得られる。

【００２７】 更に、図４及び図５Ａ、Ｂによって他の実施例を説明する。図４は図８に示す ヘッドホンユニット４のケーシングの高さを延設し、このケーシングに図示しな いが図２と同様にビス等を用いてワイヤ３９の張力を調整出来る様に成してマイ クロホンユニット２０を架張配設させる様にしたものである。

【００２８】 図５Ａ、Ｂには本考案に用いるイヤパット１８が示されている。イヤパット１ ８を構成する放音空間を出来るだけ大きくし、頭部への密着度を高めて低音域を 出させ易くすると共に雑音又は騒音成分信号を干渉でキャンセルさせる効果を高 めることが出来る。又、密着度を高める様にヘッドホンバンド３１を調整するこ とで外部からイヤパット１８の放音空間に侵入する外部の高音域の雑音や騒音が 遮断され、可聴域全体の周波数に於いて雑音が低減可能となる。

【００２９】 更に聴取者の耳５の耳道５Ａに近い位置に残差収音用マイクロホンユニット２ ０を持ち来す様にした構成を図５Ａ、Ｂに示す。図５Ａはイヤパットの外観図、 図５Ｂは耳５側からイヤパット１８をみた平面図であり、イヤパット１８の耳５ を囲繞する対接面の耳道５Ａ近傍の外覆に例えば開口部４５を穿ち残差収音用マ イクロホンユニット２０をイヤパット１８のウレタン等の緩衝材内に埋め込み固 定し、メッシュ布からなるメッシュカバー４６を開口部４５に覆って収音可能状 態に構成させたものである。

【００３０】 この様な構成によればより効果的に外部振動を遮断出来ると共にマイクロホン ユニット２０をノイズ等の最小位置（耳介で囲繞されているため）に置くことが 出来る。

【００３１】 図６は図９で説明したと同一の条件でヘッドホンユニット４のケーシング９に 衝撃を与え、本例のワイヤ３９によってマイクロホンユニット２０を架張させた 場合の振動伝達状態を示すもので極めて有効に振動除去が成されたことが解る。

【００３２】 上述の実施例では二つのマイクロホンユニットを用いてデジタル的にノイズ除 去を行うＡＮＣについて説明したが図７で説明した様に１本のマイクロホンユニ ットを用いてアナログ的にＡＮＣを行う場合のマイクロホンユニット６を本例と 同様に保持させることも出来る。

【００３３】

【考案の効果】

本考案によればドライバーや外部からの振動をマイクロホンユニットに伝える ことがないので雑音或いは騒音を安定にキャンセル出来る能動型のヘッドホン装 置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のヘッドホン装置の組立斜視図である。

【図２】本考案のヘッドホン装置の要部側面及び平面図
である。

【図３】本考案のヘッドホン装置に用いる系統図であ
る。

【図４】本考案のヘッドホン装置の一実施例を示す構成
図である。

【図５】本考案のヘッドホン装置の他の実施例を示す構
成図である。

【図６】本考案の説明に供する衝撃波形図である。

【図７】従来のヘッドホン装置に用いる系統図である。

【図８】従来のヘッドホン装置の構成図である。

【図９】従来の説明に供する衝撃波形図である。

【符号の説明】

４ ヘッドホンユニット １６ 振動板 ２０ マイクロホンユニット ３３ 押えリング ３９ ワイヤ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 周囲雑音と逆相の音をヘッドホンユニッ
   ト空間内で放音させて周囲雑音を干渉で消去させる様に
   成したヘッドホン装置に於いて、 上記ヘッドホンユニット空間内或いは周辺で放音される
   雑音成分を収音するマイクロホンユニットと、 上記マイクロホンユニットからの雑音成分を取り出して
   キャンセル信号を抽出する制御手段とを具備し、 上記マイクロホンユニットを上記ヘッドホンユニットの
   放音孔近傍に防振部材を介して配設して成ることを特徴
   とするヘッドホン装置。