JPH08510565A - 残差騒音検知を改良した可変ゲイン能動騒音消去装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 能動騒音消去装置がより有効な消去、より大きい信頼性及び改良された安定性を得るための一連の特徴を備えている。ヘッドセット装置に適応される特定の特徴が使用者の鼓膜に入射するものにより似ている信号を検出するために音響発生器の中心から半径方向にずれた残差マイクロホンを取付けることを含んでいる。なおオープンバックヘッドセット設計には、ヘッドセットの背部ではなく側面に小孔を備えているので小孔はうっかりしてふさがれることが少ない。この装置はまた、例えばイヤピースに加わる圧力によって生ずることがあり、また消去装置を不安定にすることのある環境の音響特性の変化を検出する機構を備えている。この装置は、このような変化に、例えば安定性を保つために装置のゲイン又は周波数応答を下げることによって自動的に応ずる。この装置はさらに切迫した不安定を検出して補償するその他の方法、例えば不安定の開始のエンハンスメント周波数特性内の信号の開始を検出し、装置のゲイン又は周波数応答を調節するか又は高められた信号を抑圧する方法を含んでいる。この装置はさらに音響レベルが低いとき装置をターンオフするか又は装置の現在の電力要求に一致するように装置への給電を調節することによって電池の寿命を長くする機構を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】 残差騒音検知を改良した可変ゲイン能動騒音消去装置発明の背景 １．発明の分野 本発明は、能動騒音消去装置に関し、さらに詳しくいえば、能動騒音消去を 利用するヘッドセットに関する。 ２．関連技術の説明 従来は、受動ヘッドセットと耳覆い耳栓が弾力のあるヘッドバンドによって 結合された１対のイヤピースを備えている。各イヤホンに取付けられた環状フォ ームパッドがイヤピースの外殻と使用者の頭の間にクッションを形成している。 弾力のあるヘッドバンドはイヤピースを使用者の頭に押しつける。周囲の音が着 用者の耳に達する前に、イヤピースによる音のしゃ断及びイヤピース内の材料に よる伝えられた音の吸収によって減衰される。達成される減衰の程度は、周囲騒 音の性質及び個々のヘッドセット又は耳栓の品質と特性によって変る。 しかし、種々の適用面において、受動減衰が不十分である。環境によっては、 受動的耳栓だけで安楽又は安全すら得るには全くやかまし過ぎるものがある。他 の環境では、外来の騒音の除去は至上であり、受動的手段を用いて満足な結果を 達成できない。外来の騒音の振幅が著しく減少していることがあるが、受動的手 段を用いて着用者を外来騒音から完全に隔離することは、ほとんど不可能である 。なお、受動耳栓がすべての音を、着用者が特定の音を聞くことを必要とするか 欲するかどうかに関係なく、減衰させる。 能動騒音消去装置が破壊的干渉を用いて不必要な音を除去する。消音は、不必 要な音波であるが反転された音波と同一であり、不必要な波形と相互作用して消 音をもたらす反騒音を伝搬することによって達成される。フイードバック能動消 音ヘッドセットには、普通は、各イヤピースにおいて反騒音を作る音響発生器及 びやはり各イヤピースにあって、適当な反騒音信号を発生する制御装置にフィー ドバック信号を与える残差マイクロホンがある。各マイクロホンは、各イヤピー ス内の不必要な騒音を検出して対応する信号を制御装置に与える。制御装置は、 イヤピース内で検出される騒音に対応するが、不必要な波形に対して反転されて いる反騒音信号を音響発生器に供給する。反騒音が各イヤピース内の騒音と相互 作用するとき、騒音と反騒音の間の破壊的干渉が不必要な音を消去する。 理想的には、フィードバック装置における残差マイクロホンは、聴取者の鼓膜 と同じ音を知覚する。これに関しては、鼓膜への効果的な接近がきわめて重大で 、消音装置の目標は、鼓膜において不必要な騒音をゼロに減らすことであるが、 実際には消音装置は、マイクロホンによって検出された騒音で動作する。したが って、マイクロホンが聴取者によって知覚されるものとかなり似ている騒音場を 検出するために、鼓膜に十分に近くに置かれることが望ましい。しかし、鼓膜は 、外耳道の内部の深いところにある。マイクロホンを外耳道内に入れることは一 般に実際的でなく、使用者に不快である。なお、マイクロホンを音響発生器から かなりの距離を離して置くと、残差信号と消去信号の間に位相ずれが導入される 。結果として、能動消音装置は、従来の方法で、マイクロホンを実際に外耳道に 挿入することなく、できるだけ外耳道に近く置くことよって聴取者によって知覚 される音に近づける。 従来は、マイクロホンは、音響発生器、したがって反騒音場と軸方向に位置を 合せて音響発生器と耳の間に直接に置かれ、例えば、音響発生器を覆う格子の中 心に配置される。イヤピースと使用者の頭の間の音響シールを形成しないヘッド セットの場合、そのように中心に配置されたマイクロホンによって検出される消 去音は、使用者が知覚する消去音と著しく異なる。マイクロホンが音響発生器と 反騒音場の中心に近接しているので、マイクロホンによって検出される消去音は 、ごくわずかしか減衰しない。測定点が音響発生器から離れて行くにつれて、検 出される音のレベルはイヤピースの外殻と使用者の頭の間のフォームクッション の音響抵抗が比較的低いことにより減小する。したがって、使用者の鼓膜に入射 する消去音は、マイクロホンによって検出された一次音よりかなり小さい振幅の ものである。したがって、外耳道内の反騒音が音波を消去するには不十分なので 、消音装置の効力が悪くなる。 低周波応答を高めるために、ヘッドセットによってはオープンバック設計を用 いるものがある。例えば、多くの設計の中で、一連の小孔がヘッドセットの背部 に形成され、低周波応答を高めるために空気が音響発生器の背後の室に出入りで きるようにする。しかし、ヘッドセットが使用されている間に、小孔が例えば使 用者の手、又は飛行機についている枕によって覆われたり、塞がれることがある 。小孔が塞がれると、ヘッドセットの低周波感度が落ちる。なお、小孔を塞ぐこ とは、きわめて重要な消去周波数範囲内にある中間帯域周波数におけるフィード フォワード装置の周波数応答を変える。 フィードバック消音装置に関連するもう一つの問題は、それらの装置が不安定 になりがちなことである。フィードバック装置は例えば、装置の帯域幅が広すぎ たり、又は装置のゲインが高過ぎる場合、不安定になる傾向がある。不安定が起 ると、装置は、一般に不愉快な時には危険な大きな騒音を放射するのが普通であ る。その結果として、フィードバック装置の最大範囲と効力は、フィードバック 装置を安定に保つように設計されたパラメータによって制限される。 最大の消音を行うために、相互作用する反騒音の波形は、不必要な波形に正確 に一致すべきであるが、反転される必要がある。しかし、各イヤピースの音響特 性は反騒音波形の特性に影響を与える。音響特性の効果は、種々の効果を補うた めに装置の音響特性の伝達関数の特性に従って、残差信号を処理することによっ て修正できる。しかし、ヘッドホンのこれらの音響特性は、すべての条件の下で 一定なのではなく、使用者の頭に付いているイヤピースに加わる力で変ることが ある。高い圧力がイヤピースに加えられるとき、又はヘッドセットを使用者の頭 から取除くとき、イヤピースの音響特性、特に体積及び音響抵抗の変化は、フィ ードバックループに不安定を生じさせることがある。次に、この不安定は、制御 ループに不安定な振動を発生させ、不愉快な潜在的に有害でさえある騒音を生ず る。 フィードバック装置と対照的に、ある種の能動騒音消去装置は、フィードフォ ワード技術を用いている。フィードフォワード装置においては、外部マイクロホ ンが聴取者と騒音源の間の騒音場に置かれている。音波が聴取者の方へ伝搬する につれて、マイクロホンは、騒音が聴取者の耳に達する前に騒音を検出する。マ イクロホンは、検出された騒音に従って消音信号を発生する制御装置に信号を与 える。消音信号は、消音を行うために反騒音を聴取者の耳の近くに発生する音響 発生器に与えられる。音波の伝搬速度及び聴取者の耳と外部マイクロホンの間の 距離が分っているので、制御装置は、望ましくない音との適当な位相関係が保た れるように消音信号の発生のタイミングを精確に決めて正しい消費レベルを与え るように振幅を調節する。フィードバック装置と同様に、フィードフォワード消 音装置を用いるイヤピースに異常な力が加わると、能動騒音消去装置の動作を弱 める。しかし、不安定を生じさせる代りに、音響特性の変化が消音装置の効力を 小さくする。 １９９１年９月１３日に出願されたトッター（Ｔｏｄｔｅｒ）ほかのＰＣＴ出 願ＰＣＴ／ＵＳ９１／０６６３６に開示されているような少なくとも一つの装置 において、フィードフォワード装置が追加の消音をするようにフィードバック装 置と組合されるように意図されている。フィードフォワード信号は消音回路によ って発生される消音信号と混合されて駆動信号として音響発生器に加えられる。 しかし、フィードフォワード信号は、音響発生器を駆動するために消音信号と混 合されるとき、消音回路のフィードバック動作と衝突している、すなわち、フィ ードフォワード信号は、それ自体消去されることがある。したがって、フィード フォワード装置は、ある程度消音を増加させることができるが、その効力は、フ ィードバック装置によるフィードフォワード信号の消去があるので、低減される 。 消音装置の電力増幅器に供給される電圧レベルは、増幅のレベルに影響を与え る傾向があるが、また電力消費に影響を与える。多くの適用分野において、能動 消音ヘッドセットが制御装置、音響発生装置及びマイクロホンは電力を供給する ために電池を用いている。電池の使用は、ヘッドセットを電源に接続する電力ケ ーブルの必要をなくす。電力ケーブルは、ヘッドセット着用者の移動性を小さく する傾向があるので、領域内の他人に危険を与える。一方では、電池には交換又 は再充電を必要とする前の限られた作動寿命しかない。電池の頻繁な交換又は再 充電は、金と時間がかかり、使用者に不便を強いる。 なお、多くの騒音消去ヘッドセットが不必要な騒音を消去するだけでなく、使 用者に特定の音を与えるように設計されている。例えば、音楽を聞くため又はパ イロットが使用するためのヘッドセットが外来騒音を理想的に消去し、特定の所 望の音を聴取者に伝える。従来は、所望の入力信号は、所望の信号を消音装置に よって消去しないように内部マイクロホンからの残差信号と混合される。しかし 、フィードバック騒音消去装置は、それらの帯域幅が限られているので、比較的 低いしゃ断周波数を有する高周波ロールオフを示す。このしゃ断周波数のために 、所望の音の高い方の周波数を減衰させる傾向があり、信号の質を低下させる。 したがって、等化器を加えて音を適当な振幅に戻す必要がある。発明の概要 本発明によるヘッドセットが改良された能動消音ヘッドセットを提供する。本 発明の種々の面によれば、このヘッドセットは、不安定になり難く、電力を節約 して使用するので、電池の寿命を延ばし、使用者の耳元で改良された消音を行い 、低周波応答における変動を起り難くし、騒音消去装置へ入力される所望の音の 再生をより精確にし、閉塞し難い小孔を備えたオープンバックを与える。のヘッ ドセット装置は、イヤピース、イヤピースを使用者の頭に保持するための機構、 及び能動騒音消去回路を適当に備えている。騒音消去回路は、イヤピースの中に マイクロホンと音響発生器を備えているフィードバックループ又はフィードフォ ワード装置において協働する。 本発明の一つの面によれば、能動騒音消去装置が使用者の鼓膜における音に近 い音の消去を行う。音響発生器によって発生された消音信号の最大振幅を検出す るようにマイクロホンを位置決めする代りに、マイクロホンは鼓膜に実際に入射 する音により厳密に似ており聴取者によって知覚される減衰したレベルの音を検 出するように配置される。例えば、マイクロホンを音響発生器の中心から半径方 向にそらして配置してもよい。 オープンバック・ヘッドセットの背部にある小孔の塞がることによる低周波に おける変動が本発明のもう一つの面によって扱われる。小孔がヘッドセットの側 面に配置されて小孔が使用者によって誤って塞がれる可能性を少なくする。した がって、騒音消去装置の伝達関数は、一定のままで、騒音消去装置がそれの帯域 幅にわたって効力を保持する。 本発明のもう一つの面によれば、装置の安定性が改良される。フィードバック 装置が不安定に近づくにつれて、所定の周波数範囲（本明細書において高周波エ ンハンスメント領域という）における高周波信号が消去される代りに強められる 。同様に、所定の低周波エンハンスメント領域内の低周波信号もまた装置が不安 定に近づくにつれて強められる。不安定が切迫していることが、二つのエンハン スメント周波数領域のいずれか又は両方における外部騒音の振幅の内部騒音の振 幅に対する比を監視することによって検出される。監視されたエンハンスメント 周波数領域内の音波がイヤピースに対して内部のマイクロホンと外部のマイクロ ホンによって検出される。二つの信号の比が安定のしきい値を超えれば、消音装 置は、不安定に近づいている。それに応じて、騒音消去装置のゲインは、安定性 を保つように下げられる。 代りに、残差信号の中間帯域範囲を監視して消音信号が不安定の生じるしきい 値を超えるかどうかを決めることができる。もしそうなら、ゲインは、安定性を 保つように下げられる。 本発明のもう一つの面によれば、ヘッドセット装置にはまた、エンハンスメン ト領域にある信号を減衰させる機構がある。騒音源と音響発生器の間に置かれた マイクロホンを有するフィードフォワード装置が用いられる。フィードフォワー ド装置は、高周波を消去するが低周波数及び中間帯域周波数にはほとんど影響を 与えないように設計されている。消去される周波数は、エンハンスメント領域に おけるものを含むので、エンハンスメント周波数領域内の音の振幅を小さくして 消音装置の総合品質を向上させる。代りに、フィードフォワード装置を消音帯域 内の周波数を消去するよう設計して、消音装置の効力を大きくするようにフィー ドバック装置の中に組込むことができる。フィードフォワード信号は、この装置 のフィードフォワード部分とフィードバック部分の間の拮抗作用を回避するため に消音回路への入力（音響発生器への駆動信号に対抗する）として加えられる。 結果として、消音装置は、フィードバックループのゲインを小さくて十分な消音 を行い、安定性を大きくする。 本発明のもう一つの面によれば、不安定性がイヤピースにかかる圧力の変化に よって生じる可能性のあることが認められる。この騒音消去装置は、イヤピース の使用者の頭に対するイヤピースの圧力に対応する圧力信号を発生する。騒音消 去装置のゲイン及びこの装置にある低周波フィルタの係数は、低周波応答を下げ て安定性を保つように適宜に変えられる。この目的のために、本発明のなおもう 一つの面によれば、スイッチと変換器の適当な配置を利用して使用者の頭に押し 付けられるイヤピースよる不安定性と使用者の頭から取り除かれようとしている ヘッドセットによる不安定性を回避できる。 不安定性はまたイヤピースに可聴周波数以下の音響信号を導入し、可聴周波数 以下の音響信号を検出し、検出した可聴周波数以下の音響信号の振幅に応じて圧 力信号を発生することによって、検知してもよい。可聴周波数以下の音響信号は 可聴周波数以下の信号発生器の出力をイヤピース内の音響発生装置に加えること によってイヤピースに導入されてもよい。低減通過又は帯域通過フィルタと直列 のマイクロホンは、イヤピース内の可聴周波数以下の音響信号を検出する。検出 された可聴周波数以下の信号における変化を測定することによって、圧力の量及 び不安定の見込みを確定できる。 本発明のなおもう一つの面によれば、イヤピースを異常な力で使用者の頭に押 し付けると、フィードバックループが不安定になり、発振し始めることが見出さ れた。結果として生ずる発振は、低周波のブーンという音及び高周波のキーッと いう音を含んでいる。キーッという音は、高い音圧レベルにあるので、使用者に 不快感を生じさせる。したがって、イヤピースと使用者の頭の間の過剰な圧力が ブーンという音及びキーッという音又はそれらのどちらかの開始を識別すること によって検出されてもよい。フィードバック・ループのゲインはゼロまで下げる ことが許容できる場合、フィードバック・ループを、例えば、音響発生装置を隔 離することによって、切離してもよいし、又は制御装置の電源をしゃ断してもよ い。 本発明のもう一つの面において、能動騒音消去装置は電池の寿命を延ばす機構 を備えている。本発明の一つの面によれば、電力消費が消去される騒音の振幅に 従って制御される。これは、装置の現在の要求に従って供給電圧を切ったり変え たりするために消去すべき騒音の振幅を示す制御信号に応答するスィッチ又は変 換器を用いることによって実現でき、制御信号が所定のしきい値以下の騒音レベ ルを指示するとき、装置の一部分への電力供給は、しゃ断又は低減されるので、 電力を節約し、電池の寿命を保存する。 本発明のもう一つの面によれば、スイッチ方式電圧調整器がこの装置の一部分 への電力を調整して供給する。この調整器は、消去すべき騒音の振幅を表わす制 御に応答して、消去すべき騒音の振幅が減少するとき消音装置に加えられる電圧 を下げ、消去すべき騒音の振幅が増すとき消音装置のその部分に加えられる電圧 を大きくする。代りに、制御信号に応答する増幅器バイアス回路が騒音振幅の関 数として反騒音に対する増幅器のバイアスを変えてもよい。 本発明のもう一つの面によれば、所望の入力信号がマイクロホンによって発生 された残差信号と入力信号を混合するとともに、入力信号を音響発生器に与えら れる消毒信号と混合することによって騒音消去装置に与えられる。残差信号と混 合された入力信号の高周波成分が制御装置の避けられない高周波ロールオフによ って減衰される。一方、音響発生器に与えられる入力信号の低周波成分が騒音消 去装置の消音効果によって減衰される。ある程度のその他のろ波を必要とするこ とが、制御装置に与えられる入力信号の低周波成分及び音響発生器に与えられる 信号の高周波成分を保持して入力信号の総合釣り合いを広く作り出す。図面の簡単な説明 このあと、本発明の好ましい例示実施例を添付図面と併せて説明する。図中、 同じ記号は同じ要素を表している。 図１は、本発明の種々の面による騒音消去装置を組入れているヘッドセットの 一つの実施例を示しており、 図２Ａ−Ｂは、それぞれ図１のヘッドセットのイヤピースの一つの前面図及び 側面図を示し、 図３及び３Ａは、図１のヘッドセット用の制御装置のブロック線図であり、 図４は、本発明の種々の面による感圧騒音消去装置を組入れたヘッドセットの 断面図であり、 図５は、本発明の種々の面による切換装置の略図であり、 図６は、本発明の種々の面による感圧騒音消去制御装置の略図であり、 図７及び８は、それぞれ、本発明の種々の面によるスイッチ付ヘッドセットの 前面図及び断面側面図を示しており、 図９Ａ−Ｂは、本発明の種々の面による可変ゲイン及び感圧騒音消去制御装置 の略線図であり、 図１０は、本発明の種々の面による可聴周波数以下の音響信号を用いるヘッド セット騒音消去装置のブロック線図であり、 図１１は、騒音消去装置用の可変ゲイン制御装置の略ブロック線図であり、 図１２は位相同期ループ回路を用いる騒音消去装置用の可変ゲイン制御装置の 略ブロック線図であり、 図１３は、電力制御回路を備える騒音消去装置用の制御装置の略ブロック線図 であり、 図１４は、可変電力制御回路を備える騒音消去装置用の制御装置の略ブロック 線図であり、 図１５は図１４の装置に用いるのに適当なスイッチ方式電圧発生器の略線図で あり、 図１６は可変電圧を有する電力増幅器の略線図であり、 図１７は、通過音声入力信号を有する本発明の種々の面による騒音消去回路の ブロック線図であり、 図１８は、ヘッドセットにおいて用いるのに適当な本発明の種々の面による騒 音消去装置の制御装置のブロック線図であり、 図１９は、図１８の制御装置において用いるのに適当な例示的ミクサ回路の略 線図であり、 図２０は、図１８の制御装置において用いるのに適する例示的等化器の略線図 であり、 図２１は、図１８の制御装置において用いるのに適する例示的弱音回路の略線 図であり、 図２２は、図１８の制御装置において用いるのに適する例示的発振器の略線図 であり、 図２３は、図１８の制御装置において用いるのに適する例示的電力増幅器の略 線図であり、 図２４は、図１８の制御装置において用いるのに適する例示的誤差増幅器の略 線図であり、 図２５は、図１８の制御装置において用いるのに適する例示的レベルシフタの 略線図である。好ましい例示的実施例の説明 本発明の実施例を、例として、添付図面を参照して説明する。本明細書で用い られるヘッドセットという用語は、耳防具、ヘッドホン、イヤホン及び電話ヘッ ドセットとハンドセットを含むがそれらに限られない。本明細書において用いら れる騒音という用語は、周期的及び非周期的信号を含み、固体及び流体内の振動 を含んでいる。 図１を参照すると、騒音消去ヘッドセット１００が弾性ヘッドバンドによって 結合された第１のイヤピース１と第２のイヤピース２を適当に備えている。外部 マイクロホン３００ａ、ｂがイヤピース１、２の外側にヘッドバンド３の適当に 下方に取付けられている。イヤピース１及び２は、それぞれのグループの電線４ 、５によって制御装置６に電気的に結合されているそれぞれの音響発生器と内部 マイクロホン（図示なし）を囲んでいる。制御装置６は、一つ以上のイヤピース １と２、ヘッドバンド３又は一つ以上の他の構成要素と一体に形成されて、一体 形ヘッドセットを形成してもよい。しかし、好ましいのは、制御装置６は、組立 てを容易にするために別々のユニットとして構成されて電池が電源として用いら れる場合に、電池を収容するのに適当な空間を設けることである。 電線４と５は、適当なコネクタ５ａを介して制御装置６に着脱自在に結合され るのが好ましい。必要なら制御装置６はまた、普通の１／８インチ音声ジヤック ５６を適当に介して、ヘッドセット１００を通過させられ、使用者に伝えられべ き所望の音の源に接続することができる。例示的通過音の源にはラジオやテープ 又はＣＤプレーヤなどの民生音響機器及び内部通話装置又はその他の通信装置の ようなものを含んでいる。 個別の制御装置６は、所望の場合、制御装置６をもう一つの機器又は備品、例 えば、航空機の座席（一般的に図１において６ａとして示されている）の肱かけ 又は頭受けに、組込むことを容易にする。個別の制御ユニットを用いることはま た、使用者の頭に着けられる装置の部分を軽くより心地よくする。さらに、装置 の着脱自在な部分が安くなる。ヘッドセット・ユニットが所定の据付形制御装置 を用いるために多くの異なる使用者に何回も渡される情況、例えば、定期航空路 線乗客の使用において、これは著しい利点である。定期航空路線での使用の場合 は、通常の航空機音声信号は、制御装置６への通過信号源であろう。 制御装置６は、仮想アース制御装置を備えていてもよい。いくつかの例がアク ティブ・ノイズ・アンド・バイブレーション・テクノロジーズ・インコーポレー テッド（Ａｃｔｉｖｅ Ｎｏｉｓｅ ａｎｄ Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎ ｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．）ほかによって１９９２年７月２８日に出願され、本 発明と共通に譲渡されたＰＣＴ出願Ｎｏ．ＧＢ９１−０１３９９に記載されてい る。引用した出願に記載されているような制御装置６の一つの面が騒音内の調和 的に関係した楽音を消去するのに特に適している。したがって、そのような仮想 アース制御装置６は、例えば、イヤピースの外側に取付けられたマイクロホンか らの信号を送られる位相同期ループ回路などの適当な同期信号から適当に導出さ れる同期信号入力を用いる。 制御装置６は、代りに、例えば、フィルタド−Ｘ制御装置又は周期的制御装置 などのもっと高性能の制御装置からなっていてもよい。適当なフィルタド−Ｘ制 御装置がワーナカ（Ｗａｒｎａｋａ）ほかに１９８４年９月２５日に交付された 米国特許第４，４７３，９０６号に記載されており、適当な周期的制御装置がチ ヤプリン（Ｃｈａｐｌｉｎ）ほかに１９８７年３月３１日に交付された米国特許 第４，６５４，８７１号に記載されている。本発明の種々の面はまた、フィード フォワード能動騒音防止装置にも適用できる。 次に、図２Ａを参照すると、各イヤピース１、２は、音響発生器２２、適当に 凹んだ内面２４、格子２６、マイクロホン２８及びクッション３０を適宜に備え ている。イヤピース１及び２はほぼ同一であるのが適当であり、したがって、一 方のイヤピース（１）だけを本明細書において説明する。内面２４及びクッショ ン３０は、イヤピース１の内部に内腔を形成する。音響発生器２２は内面２４に 形成された小孔（オリフィス）のうしろに置かれ、その小孔は格子２６で覆われ る。格子２６は、プラスチック又は金属から適宜に構成され、普通は、所望の音 響応答を達成するためにこの音響装置にある音響特性を分与するとともに保護機 能の働きをする。 音響発生器２２は、制御装置６からの適当な消去信号を含む駆動信号（及び、 望むなら、通過入力信号）を受けて、それらを機能的振動に変換する。これらの 機械的振動は、格子２６を通して内腔に入って使用者の耳へ伝搬する音波を発生 する。 フォームクッション３０は、イヤピース１の内面２４の周辺に適当に共軸に、 固着されている。フォームクッション３０を異なるやり方で設計してもよい、例 えば、それが音響発生器２２及び内面２４を覆ってもよいと考えられるが、フォ ームクッション３０は、環状であるのが好ましい。フォームクッション３０はイ ヤピース１と使用者の頭の間の詰め物となっており、使用者の耳とイヤピース１ の間に軽く締め付けられている。普通は、フォームクッション３０の性質は、イ ヤピース１と使用者の頭又は耳との間の音響的シールとならないようなものであ る。しかし、本発明の若干の面は、ヘッドセットと使用者の頭の間の音響的シー ルを形成するクッションを備えたヘッドセットに適用できる。 本発明の一つの面によれば、マイクロホン２８は、格子２６の音響発生器２２ に最も近い側か又は耳に最も近い側のいずれかに置くことができる。図２Ａ示さ れているように、マイクロホン２８は、格子２６の中心から（適当に半径方向に ）ずらして、そして、さらに詳しくいえば、音響発生器２２の中心からずらして 適当に位置決めされる。マイクロホン２８は、音響発生器２２の中心から任意の 方向に位置決めできる。しかし、好ましい実施例において、マイクロホン２８は 、使用者の頭のてっぺんに相当する方向に中心からずらされる。マイクロホン２ ８はまた、イヤピース１の底又は側面に相当する方向にずらして配置できるが、 聴取がマイクロホン２８を覆っている使用者の耳によってさえぎられることがあ る。マイクロホン２８の特定の位置は、音響発生器２２の使用者の鼓膜からの距 離、内腔の寸法、格子２６の特性及び音の内腔内の伝搬に影響を与える性質など の若干の音響パラメータによって左右される。 マイクロホン２８によって検知された消去音を効果的に減衰させることによっ て、騒音消去装置は、使用者の鼓膜で受けられる音をより正確に消去するように 作成できる。そのような減衰は、マイクロホン２８を音響発生器２２の中心から ずらして配置することによって行うことができる。マイクロホン２８の配置が音 響発生器の中心から横方向にずらされるとき、マイクロホン２８によって検出さ れた消去音（反騒音）の振幅は、音響発生器２２の中心と心の合った位置におけ る反騒音の振幅と比較して減少する。騒音消去装置の目的は、使用者によって知 覚される不必要な音を最小にすることなので、マイクロホン２８の最も都合のよ い位置は、マイクロホンが使用者によって知覚される音に最も近く近づける位置 である。この位置は、ヘッドセット１００の特定の設計によって変わる。最善の 位置は、試行錯誤によって適当に決められてもよいし、又は鼓膜の周波数応答に 最も類似した周波数応答を示す場所を決めるために格子２６の周りに音圧の変化 をマッピングすることによって決めることができる。格子２６の中心からずらし た適当な場所にマイクロホン２８を置くことによって、使用者によって知覚され る音はマイクロホンを使用者の外耳道に挿入することに関連する問題なしに近似 される。 代りに、減衰を、格子２６の中心近くに置かれているが、音響発生器２２から 遮へいされているマイクロホン２８で行うことができる。例えば、格子２６の中 心が中実の連続板であれば、マイクロホン２８を格子２６の中心に取付けでき、 中央の板がマイクロホン２８を十分に遮へいすれば、使用者の鼓膜で知覚される 騒音を正確に模擬する。 次に、図２Ｂを参照すると、低周波応答をよくするためにオープンバックを有 するイヤピース１には、外殻２５９、及び外殻２５９から空間２５６によって分 離された内壁２５７がある。音響発生器２２が内壁２５７に配置されて、隔膜２ ５０を備えている。内壁２５７は隔膜２５０のうしろに室２５２を形成している 。室２５２の背部すなわち内壁２５７には、室２５２の中の空気が室２５２を出 入りして外殻２５９と室２５２の背部（内壁２５７）の間に形成された空間２５ ６に入ることができるようにする小孔２５４がある。孔２５８が外殻２５９の側 面に形成されて、室２５２とイヤピース１の間の空間の空気圧と周囲の空気を等 しくする。 代りに、外殻２５９は、中実であって、使用者の耳に近接して配置される前方 リップ、後部分及びリップ部分と後部分の中間にあってリップから半径方向には め込まれた横部分を備えていてもよい。音響発生器の隔膜２５０の背後の内腔と 通じる開口部が外殻２５９を貫通して形成され、イヤピースの低周波応答を大き くしてもよい。この開口部が外殻のリップから差し込まれた横断壁にあいている ので、閉鎖され難い。 イヤピース１の側面に孔２５８を設けるとヘッドセット１００の低周波応答が よくなる。孔２５８は、所定の遮断周波数以上の周波数に対して音響的にふさが れるように数と寸法を制限されているのが好ましい。好ましい実施例において、 約１０００Ｈｚの遮断周波数を与えるために三つの２ｍｍ平方の孔が設けられて いる。したがって、約１０００Ｈｚ以下の周波数だけが改良される。 特に、側壁がイヤピース１の周辺から差込まれる場合、イヤピース１の側面に 孔２５８を設けると孔２５８の封鎖の可能性を小さくし、特性伝達関数の信頼性 を改良する。イヤピース１の側面は、使用者の手又はその他の障害物によってう っかり覆われることが起り難くなっている。それにもかかわらず、イヤピース１ の側面の孔は低周波応答を改良する。 次に図３を参照すると、図１の制御装置６がさらに詳しく記載されている。制 御装置６は、適当な消去回路３１０、それぞれの帯域通過フイルタ３０２と３０ ４、適当な比較回路３０６、及び適当なゲイン制御回路３０８を適宜に備えてい る。マイクロホン２８からの残差信号が制御装置６にある消去回路３１０に加え られ、消去回路３１０は、消去信号を作るように残差信号を適当に処理する。消 去信号は、残差信号を表わすが、反転されており、望むなら、騒音消去装置の電 気機械特性の伝達関数特性に従って適当にろ波されて改変される。次に、消去信 号は、結果として生ずる反騒音が、マイクロホン２８によって検出された音に対 応しているが、検出された音に対して反転されるように音響発生器２２に与えら れる。 十分な消音を確実にするために、制御装置６は、信号の振幅に対して特定のゲ インを与える。制御装置６のゲインが低過ぎる場合、消去信号は不十分で、騒音 の消去される効果が小さい。逆にゲインが高過ぎる場合、フィードバック装置が 不安定になって発振状態になる。同様に、ゲインが高過ぎる場合、フィードフォ ワード装置の効力は下がる。したがって、制御装置６のゲインは安定性を失わず に可能な最高ゲインを与えることを目標にして、注意深く調整されることが好ま しい。 制御装置６は、騒音消去装置のゲインを調整するために自動ゲイン制御回路３ ０８を用いるのが好ましい。本発明の一つの態様は、多くのフィードバック制御 装置に共通のエンハンスメント効果を利用している。仮想アース装置において、 例えば、あるエンハンスメント周波数範囲内の周波数が、装置が不安定になる直 前に増強される。一般には、エンハンスメント効果は主に二つの範囲、すなわち 、高周波エンハンスメント範囲及び低周波エンハンスメント範囲の中で起る。し たがって、ゲインが高められるにつれて、高周波及び低周波エンハンスメント範 囲（以後エンハンスメント周波数範囲という）内の音波が消去されないで強めら れる。ゲインをさらに大きくするとき、装置は不安定になる。 エンハンスメント周波数範囲は、ある装置に対して、普通は、よく定められて おり、その装置は、消去帯域幅の外側の特定のエンハンスメント周波数範囲を備 えるように適当に設計される。この装置はまた、エンハンスメント度がゲインに 比例するように設計されてもよい。図３の例示的実施例において、外部マイクロ ホン３００がイヤピース１の外側に適当に取付けられる。外部マイクロホン３０ ０は、イヤピース１の外側で検出された騒音場に対応する出力信号を発生する。 マイクロホン２８及び３００の出力信号は、それぞれフィードバック信号及びフ ィードフォワード信号として消去回路３１０に加えられるとともに、それぞれの 帯域フィルタ３０２、３０４を介して比較回路３０６に加えられる。帯域通過フ ィルタ３０２、３０４は、各々少なくとも一部分が高いエンハンスメント周波数 範囲内にある。エンハンスメント周波数範囲のほぼ中心に適当にある中心周波数 を有するのが好ましい所定の通過帯域を、備えている。この実施例においては、 代りに又は相補的に低いエンハンスメント周波数範囲を用いることができるが、 高いエンハンスメント周波数範囲だけを監視する。 比較回路３０６には、ろ波された内部及び外部の高いエンハンスメント周波数 信号を分割して、それぞれの振幅の比の示度を定める回路を備える分周回路を備 えるのが適当である。比較回路３０６は、所定のしきい値からのずれを示す出力 信号を適当に発生する。このしきい値は、騒音消去装置の適当に安定な動作と関 連した示度、例えばエンハンスメント値比の値よりわずかに上の値に設定される のが適当である。次に、比較回路３０６の出力は、ゲイン制御回路３０８に適宜 に与えられ、ゲイン制御回路は、所定のエンハンスメント度を適宜に維持するよ うに消去回路３１０のゲインを適当に調節する。 フィードバック装置が安定である間、このフィードバック装置によって作られ た高周波エンハンスメント度は比較的一定のままである。したがって、未処理外 部信号と処理済内部信号の間の比は、本質的に一定のままである。しかし、装置 が不安定になり始めると、エンハンスメント範囲内の信号のエンハンスメントが 大きくなる。したがって、外部マイクロホン３００からの信号は変化を受けない ままであるが、内部マイクロホン２８からの信号は増加するので、エンハンスメ ント比を大きくする。好ましい実施例において、フィードバック装置は、エンハ ンスメント度、したがって、エンハンスメント比がゲインに比例するように設計 されている。装置が不安定に近づくにつれて、エンハンスメント比は、しきい値 を超えて、不安定が切迫していることを指示する。比較回路３０６は、消去回路 ３１０のゲインを増減するためのゲイン制御回路３０８へエンハンスメント度に 比例する適当な出力信号を適宜に発生する。ゲインが小さくなるにつれて、装置 は安定な動作に戻り、エンハンスメントは再びしきい値以下に落ちる。 同様に、通常は、エンハンスメントを受けない消去帯域内の中間帯域周波数を 監示して消去し過ぎのないようにできる。ほとんどの騒音消去装置は、ある量の 消去、例えば２０ｄＢを与えるように設計される。装置がこのしきい値超えれば 、装置は不安定になることがある。代りに、フィードフォワード装置の場合、消 去が過剰になると、実際には、エンハンスメンント周波数範囲内にある信号を強 めることによって、装置の総合効力が小さくなる。したがって、装置が与えよう とする消去の程度を決めるために外部信号及び内部信号を監視できる。比較回路 は、消去信号が高過ぎるかどうかを決定し、高過ぎれば、装置のゲインは、消去 信号が再び適正なパラメータ内に入るまで減らされる。 望むなら、本発明によるフィードバックは消去装置が高ゲインフィードバック 装置によって生じた高周波数エンハンスメントを小さくするようにフィードバッ ク装置と共同して動作するフィードフォワード装置に追加のマイクロホン３００ を用いることができる。種々の適用面において、最大低周波応答を得るためにオ ープンバックになっているイヤピース１を用いることが望ましいことがある。外 部マイクロホン３００は、音響発生器２２から適当な所定の距離離れたところに ある。外部マイクロホン３００によって検出される音が消去回路３１０に与えら れる電気信号に変換される。次に消去回路３１０は、検出された外部信号に一部 分基づいた消去信号を発生し、それを音響発生器２２に与える。音波の伝搬速度 及び外部マイクロホン３００と音響発生器２２の間の距離は分っているので、外 部マイクロホン３００と音響発生器２２の間の音波の伝搬遅延を計算して、騒音 と反騒音の間の位相関係を適正にするのを容易にすることができる。したがって 、音響発生器２２は、外部マイクロホン３００によって検出され外部マイクロホ ン３００と音響発生器２２の間の線に沿って伝搬する音波に対して精密に反転さ れた音波を発生する。 フィードフォワード装置が一般に、装置の特性伝達関数の変化に非常に敏感な ので、それらの装置を消去装置の音響特性が変り易い、多くの適用面に用いるの は不適当である。しかし、開示された実施例のフィードフォワード装置は、フィ ードバック装置と協働して装置の性能及び安定性を改良する。フィードバック装 置は、消去装置の中間帯域周波数内の消去を効果的に行うが、フィードバック装 置が不安定に近づくにつれて、エンハンスメント領域内の信号の振幅は大きくな る。抑制されなければ、強められた周波数は、終りには、装置を不安定にするの に十分な振幅に達する。しかし、フィードフォワード装置は、エンハンスメント 範囲内の入射騒音の高周波成分を効果的に消去するので、装置の総合品質を改良 する。 フィードフォワード装置はまた、装置の消去帯域内の消去を改良するためにフ ィードバックループに組込まれてもよい。図３Ａに示されているように、外部マ イクロホン３００によって発生された信号が内部マイクロホン２８によって発生 された残差信号と（消去回路３１０によって発生され、音響発生器に加えられる 駆動信号の成分として加えられる消去信号と混合されるのとは対照的に）混合さ れる。フィードフォワード信号は、消去信号ではなく残差信号と混合されるので 、フィードフォワード信号は、消去装置のフィードバック部分によって消去され ない。フィードフォワード装置は、消去帯域内で消去するように設計され、フィ ードバック装置によって供給される消去信号を大きくする。結果として、フィー ドバック装置のゲインを不安定になり難いレベルまで下げることができる。 本発明のもう一つの態様によれば、イヤピース１の使用者の頭を押す圧力の変 化がイヤピース１の音響特性に影響を与えて、不安定を生じさせる可能性のある ことが分る。したがって、フィードバックループのゲインを検知された圧力に従 って変えることによって不安定を緩和できる。この目的に、圧力をヘッドセット に加えるか取除くとき、ゲインを小さくするか消去装置を全く働かなくしてもよ い。 図４を参照すると、この特徴を組入れているイヤピース４００にはイヤピース の使用者の耳を押す圧力が所定の範囲、例えば最大値を超えるか又は最小値未満 、の外側にある時を検知する機構を組込むのが好ましい。図４の実施例において 、そのようなイヤピース１が第１の殻部分４０７、第２の殻部分４１０及び環状 フォームパッド３０を備えている。第１の殻部分４０７は、大体半球形又は円筒 形で凹形である。環状壁４０８が第１の殻部分４０７の内部から殻部分の側壁と 大体共軸に殻部分のリップの平面を超える領域まで伸びている。フランジ４０９ が環状壁４０８の自由な軸方向末端から半径方向に外方に伸びている。第２の殻 部分４１０が、環状部４１０ａ、第１及び第２のフランジ４１０ｂと４１０ｃを 備えている。環状部４１０ａは、殻部分４０７のリップの半径にほぼ等しい外半 径を適当に示し、第１の殻部分４０７と共軸に配置される。第１のフランジ４１ ０ｂは、フランジ４０９と第１の殻部分のリップとの間の環状部４１０ａの軸方 向末端から半径方向に内方に伸びている。第２のフランジ４１０ｃは、環状部４ １０ａの他方の軸方向末端から半径方向に内方に伸びている。フォームパッド３ ０は、第２の殻部分４１０の第２のフランジ４１０ｃの外面に共軸に固着されて いる。 音響発生器２２は、環状壁４０８の内部に共軸に適当に取付けられ、マイクロ ホン２８は、音響発生器２２の開放側に取付けられている。第１及び第２のスイ ッチの組４１４、４１６がフランジ４０９のそれぞれの側に取付けられている。 スイッチ４１４、４１６は、協働する回路の特定の設計次第で常閉又は常開の任 意の適当な状態変更スイッチにすることができる。スイッチ４１４、４１６は、 所定の量の圧力を加えたときに状態を変えるように設計される。好ましい実施例 においては、スイッチ４１４、４１６は、瞬時接触形膜スイッチである。膜スイ ッチは、それが薄く、組立が容易で安価なので、開示された実施例に特に適して いる。好ましい実施例におけるスイッチ４１４、４１６は、状態を変えるために ほんのわずかな圧縮しか必要とせず、ヒステリシスを誘起し、しきい圧力近くで 変動する圧力においてスイッチ４１４、４１６が繰返し切換え状態を変えないよ うにする回路を備えるか又はそれと協働することが好ましい。ヒステリシス回路 は、スイッチの外部にあっても又はスイッチに組込まれていてもよい。それぞれ が二つのスイッチを備えているように図４に示されているが、スイッチの組４１ ４、４１６は、任意の適当な数のスイッチを備えていてもよい。例えば、フラン ジ４０９の周りに約１２０°の間隔をあけた三つのスイッチを用いて、イヤピー ス１のほとんどの部分に加わる圧力を効果的に検出することができる。しかし、 代りに、ヘッドセットの設計がある点における圧力又はある角度からの圧力に特 に敏感な場合、各組に単一のスイッチを用いてもよい。 第１のスイッチ４１４は、フランジ４０９に取付けられて第２の殻部分４１０ の第２のフランジ４１０ｃの方に向けられている。所定の数、例えば、３、のエ ラストマのブロック４１５がフランジ４０９と第２の殻部分４１０の第２のフラ ンジ４１０ｃの間に、好ましくは約１２０°の角間隔をおいて固着される。第２ のスイッチ４１６は、フランジ４０９に取付けられて第２の殻部分４１０の第１ のフランジ４１０ｂの方へ向けられている。 第１の殻部分４０７のフランジ４０９の第１のフランジ４１０ｂ及び第２のフ ランジ４１０ｃに対する配置は、イヤピースの使用者の頭を押す圧力の関数であ る。スイッチ４１４及び４１６は、それぞれ第２の殻部分４１０のフランジ４１ ０ｂ及び４１０ｃと接触するのに応答して、作動するように配置されている。エ ラストマブロック４１５の特性及びフランジ４１０ｂと４１０ｃの間の距離は、 所定のレベルの圧力に応答して、スイッチ４１４とフランジ４１０ｃの間及びス イッチ４１６とフランジ４１０ｂの間に接触を生じさせるように選択される。例 えば、圧力がないとき、エラストマブロック４１５は、スイッチ４１６をフラン ジ４１０ｂと接触させる。圧力が所定の下側しきい値を超えて、エラストマブロ ック４１５を圧縮すると、スイッチ４１６は、フランジ４１０ｂとの接触から離 れる（したがってスイッチが正常の状態をとる）。圧力がエラストマブロック４ １５を圧縮するに十分な所定の上側しきい値を所定の量だけ超えると、スイッチ ４１４は、フランジ４１０ｃと接触するので作動される。 必要ならば、スイッチ４１４と４１６は、使用者の頭を押すイヤピースの圧力 が所定の範囲の外側にあれば、制御装置６を止めるのに用いることができるので 、制御装置６は、圧力が所定の最小値以下であるとき、例えば、イヤピースが着 用されていないとき、又は圧力が所定のレベルを超えて、装置が発振しやすくな るとき、作動を止められる。 図５を参照すると、このような実施例が制御装置６とそれの電源の間に直列に 挿入された常閉スイッチ４１４と４１６を用いて実現できる。制御装置６は、電 池５１７から電力を適当に供給される。電池５１７の正の端子から制御装置６へ の電流経路は、常閉の第１及び第２のスイッチ４１４、４１６を通過する。明瞭 にするために、単一の第１及び第２のスイッチ４１４、４１６だけが図５に示さ れている。例示的実施例において、すべてのスイッチが互いに直列の形態にある 。 図１、４及び５を参照すると、イヤピース１が使用者の頭に取付けられる前に 、エラストマブロック４１５は第２の殻部分４１０を第１の殻部分４０７から押 し離す。これによって、第２の殻部分４１０の第１のフランジ４１０ｂが第２の スイッチ４１６に接触して、スイッチを開かせる。第２のスイッチ４１６の一方 が開いていると、電流が電池５１７から制御装置６へ流れることができない。 使用者がヘッドセット１００を着用すると、第１のイヤピース１がヘッドバン ド３の弾力によって使用者の頭に押し付けられる。ヘッドバンド３によって第１ の殻部分に加えられる力は、エラストマブロック４１５を第１の殻部分４０７と 第２の殻部分４１０の間に圧縮させる。エラストマブロック４１５が圧縮される と、第２の殻部分４１０の第１のフランジ４１０ｂは、第２のスイッチ４１６か ら離れて、電池５１７から制御装置６へ電流を供給できるようにする。次に、制 御装置６は音響発生器２２を駆動して使用者の耳のところで騒音消去を行う。 何らかの理由で、追加の力がイヤピース１を使用者の頭の方へ押しやるように 加わる場合、エラストマブロック４１５がさらに圧縮されて、第１のスイッチ４ １４が第２の殻部分４１０の第２のフランジ４１０ｃと接触することによって開 かれる。第１のスイッチ４１４のどの一つが開いても、電池５１７から制御装置 ６への電流を遮断して、制御装置の作動を止める。制御装置６が作動を止められ て終っているので、フイードバックループは、使用者の耳へ損傷を与える危険を 防止するように発振し始めることができない。 制御装置６の作動を止める代りとして、フィードバックループのゲインは、発 振を防止するためのスイッチ４１４と４１６の作動に従って変えてもよい。図６ を参照すると、そのようなゲイン制御を行うために常開スイッチ４１４ａ及び４ １６ａを用いる適当な回路が、フィードバック回路網を含む増幅器６１８、それ ぞれの抵抗器６２０、６２２と６２３及び電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）６２ １を備えている。増幅器６１８のゲインは、フィードバック回路網６１９によっ て設定される。抵抗器６２０は、スイッチ４１４ａ及び４１６ａの状態に従って フィードバック回路網６１９に選択的に接続されて増幅器６１８のゲインを選択 的に変える。抵抗器６２０は、フィードバック回路網６１９の接続点とＦＥＴ６ ２１のドレンの間に接続されている。スイッチ４１４ａ及び４１６ａは、ＦＥＴ ６２１のバイアス回路内に含まれている。この実施例においては、第１及び第２ のスイッチ４１４ａ、４１６ａは常開の瞬時接触スイッチで、適当なのは、膜ス イッチである。ＦＥＴ６２１は、スイッチ４１４ａ及び４１６ａの状態に従って 選択的に導電性又は非導電性にされる。ＦＥＴ６２１のソースは基準アース電位 に接続されている。第１及び第２の組のスイッチ４１４ａ及び４１６ａの各スイ ッチ（簡単のために、各々の一つだけが示されている）は、抵抗器６２２の一方 の端子とＦＥＴ６２１のゲートの間に並列に接続されている。抵抗器６２２の他 方の端子は、基準アース電位に対して負である基準電圧レールＶ_refに接続され ている。ＦＥＴ６２１のゲートはまた抵抗器６２３を介して正の供給レール＋Ｖ に接続される。 図４及び６を参照すると、使用者がヘッドセット１００を着用する前に、第２ のスイッチ４１６ａが閉じられる。これによってＦＥＴ６２１の電位が下がり、 ＦＥＴ６２１をターンオフし、それによって増幅器６１８のゲインを小さくする 。正常な着用状態の下では、第１及び第２のスイッチ４１４ａ、４１６ａは両方 開いていて、ＦＥＴ６２１がターンオンされ、増幅器６１８のゲインはフィード バック回路網６１９によって設定される。追加の力がイヤピース１に加えられる 場合、第１のスイッチ４１６が閉じてＦＥＴ６２１をターンオンし、それによっ て抵抗器６２０をフィードバック回路網６１９から実効的に除去することによっ て増幅器６１８のゲインを小さくする。増幅器６１８のゲインを下げることによ ってフィードバックループの音響成分の伝達関数に関係なく安定性が確実に維持 される。 代りに、図５及び図６に示された実施例を組合せることができる。例えば、第 ２のスイッチ４１６は、ヘッドセット１００が除去されるとき、制御装置６への 電流の供給を断つことができる。一方では、図６におけるように、第１のスイッ チ４１４ａは、イヤピース１が使用者の頭にきつく押し付けられすぎているが、 ヘッドセット１００に電力を供給し続けているとき、増幅器６１８のゲインを小 さくできる。 フィードバックループのゲインは、また、使用者の頭に押しつけるイヤピース １の圧力の関数として変えられてもよい。例えば、圧力に従って変化する抵抗を 有する要素又はその他の感圧要素などの適当な圧力変換器を用いて使用者の頭に 押しつけてイヤピース１に加えられる力に従ってヘッドセット回路のゲインに影 響を与えるようにできる。図７及び８を参照すると、抵抗圧力変換器を用いるイ ヤピース１が、殻７００、音響発生器２２、マイクロホン２８、環状板８４５、 圧力変換器８４７及び環状フォームパッド３０を備えている。殻７００は、殻７ ００によって形成された中央室８３２の内部に共軸に音響発生器２２を支持する 。所望ならば、殻７００は、殻の外周辺から差し込まれた横側壁７００ａを備え ていてもよい。音響発生器２２の後部の室８３２と通ずる開口部を横側壁７００ ａを通して形成して、イヤピース１の低周波応答を大きくすることができる。前 述のように、側壁に通路を配置すると、妨害を受け難くなる。 室８３２は、殻７００の耳側において開いている。マイクロホン２８は室８３ ２の開放端に支えられている環状板８４５が、殻７００と共軸に取付けられ、殻 ７００から所定の数、例えば３、の抵抗圧力変換器８４７によって離され、抵抗 圧力変換器は環状板８４５の周りに等しい角度間隔で、例えば１２０°だけ離し て、配置されるのが好ましい。各抵抗圧力変換器８４７は、直列に電気的に接続 されている。図７には３個が示されているが、任意の数の変換器を使用できる。 環状シール８４９が環状板８４５と殻７００の間に形成された室までの円周壁を 形成する。環状フォームパッド３０は、環状板８４５の外面に共軸に固着されて いる。 図９ａを参照すると、制御装置６のゲインがイヤピース１に、例えば使用者の 頭によって加えられる力に従って調節できる本発明による回路の実施例が示され ている。適当なのは、分圧器を抵抗器９５０と直列に接続された圧力変換器９４ ７によって形成することである。分圧器からの出力が反転増幅器９５１によって 適当に増幅され、反転増幅器９５１の出力ＦＥＴ６２１のゲートに加えられる。 分圧器にある電圧は圧力変換器９４７に加わる圧力に比例する。圧力変換器９４ ７に加わる圧力が増加するにつれて、ＦＥＴ６２１のためのゲート電圧が下って 、ＦＥＴ６２１の導電性を減少させ、それに従って、フィードバック増幅器６１ ８のゲインを減らす。 代りに、フィードバック増幅器６１８が多段になっている場合、フィードバッ ク増幅器６１８に含まれているフイルタの係数は、圧力が消去装置ループの周波 数応答を保つために増加するにつれて変えられてもよい。消去装置のフィルタ係 数を変えると装置の安定性を保ち、帯域幅を維持する。したがって、使用者の頭 にかかるイヤピース１の圧力が増加すると消去装置のゲイン又は周波数応答が変 って不安定性をなくす。 フィードフォワード装置に適用される同様のゲイン制御装置が消去装置の効力 を高める。イヤピース１にかかっている圧力が検知されると、フィルタの係数は ゲイン、周波数応答及びフィードフォワード消去信号の位相を変えるために調節 される。適正に校正すると、消去信号の一次信号に対する適正な振幅及び適正な 関係を保つことができる。 さらに別の実施例において、制御装置６は、イヤピース１を使用者の頭に押し つける圧力が所定のしきい値以下に落ちると作動を止めることができる。図９ｂ を参照すると、分圧器回路及び増幅器９５１からの出力は、シュミットトリガ回 路９５２などの適当なしきい値比較回路の入力に適宜に加えられることができる 。電源は、増幅器９５１、シュミットトリガ回路９５２及び分圧器に恒久的に接 続されて、連続的に電力を与える。シュミットトリガ回路９５２の出力は、電池 ５１７と制御装置６と直列に接続されたスイッチング・トランジスタ９５３のベ ースに接続されている。圧力変動分圧器及び増幅器９５１の出力がシュミットト リガ回路９５２の下側しきい電圧以下に落ちると、トランジスタ９５３がターン オフし、制御装置６を電池５１７に接続する回路を開く。したがって、トランジ スタ９４７に加わっている圧力、対応して、シュミットトリガ回路に与えられる 電圧がシュミットトリガ回路９５２の出力をスイッチオンし、電池５１７を制御 装置６に再接続するのに十分に大きくなるまで消去装置はターンオフされる。 イヤピース１を使用者の頭に押しつける圧力を測定する広範囲の他の技術を用 いてもよい。例えば、イヤピースの現在の音響特性を決めるために可聴周波数以 下の音響信号を用いることができる。図１０を参照すると、音響発生器２２とマ イクロホン２８がイヤピース１の内部に取付けられている。フィードバックルー プが消去回路３１０を介してマイクロホン２８と音響発生器２２の間に形成され ている。加算回路１０６５が可聴周波数以下の信号発生器１０６６の出力を消去 回路３１０の出力に加算する。音響発生器２２の出力の可聴周波数以下の成分は 、もちろん、正常な人間が可聴な範囲の外側にあるので、イヤピース１を用いて いる人には聴えない。しかし、イヤピース１の内部で発生された可聴周波数以下 の音響信号は、マイクロホン２８によって検出される。マイクロホン２８によっ て検出された可聴周波数以下の音響信号のレベルは、イヤピース１の音響特性に よって変り、その音響特性は、イヤピース１と使用者の頭の間の圧力によって影 響を受ける。 可聴周波数以下の信号は、可聴周波数以下の信号が装置のゲインに関係なく一 定のレベルに留まるようにフィードフォワード構成になっている消去回路３１０ によって発生された消去信号と混合できる。このレベルは、消去回路が音響発生 器２２、マイクロホン２８、及びその他の装置構成要素の個々の特性に関係なく 同じレベルの消去信号を与える。この構成は、音響発生器２２とマイクロホン２ ８が航空機ヘッドセットなどの他のものと互換性がある装置に特に適用できる。 代りに、可聴周波数以下の信号をマイクロホン２８によって発生された残差信号 と混合して、可聴周波数以下の信号の振幅を装置のゲインによって変調してもよ い。これは、装置が可聴周波数以下の信号を特定のレベルに保つようにゲインを 絶えず調節するフィードバックループを形成する。 マイクロホン２８の出力は、低域通過フィルタ１０６８を通って適当なレベル 検出回路１０６９、例えば、整流及び平滑回路に通される。代りに、フィルタ１ ０６８は適当な中心周波数及び質を有する帯域通過フィルタであってもよい。可 聴周波数以下の信号がフイルタ１０６８によって伝達され、消去回路３１０のゲ イン又は周波数応答は、レベル検出回路１０６９の出力に従って調節され、レベ ル検出回路は使用者の頭に押しつけるイヤピース１の圧力に従って変化する。同 様に、レベル検出回路１０６９は、図６におけるゲイン制御スイッチ回路にとっ て代ってもよく、レベル検出回路の出力は、増幅されてＦＥＴ６２１のゲートに 加えられてもよい。図６のスイッチ回路のように、レベル検出回路１０６９の出 力は、十分な圧力がイヤピース１に加えられるときＦＥＴ６２１をターンオンし て増幅器６１８のゲインを小さくする。代りに、レベル検出器１０６９の出力は イヤピース１に加えられる圧力に従って消去装置の周波数応答を変えてもよい。 同様に、レベル検出回路１０６９の出力は、ヘッドセット１００が使用者の頭か ら何時外されたかを決めるために使用されてもよい。 代りに、消去装置のゲインは、イヤピース１に異常な圧力がかかることによっ て、消去装置が不安定になるか効果が小さくなるとき普通に発生される特定の信 号を検出することによって制御されてもよい。前述のように、消去装置が不安定 になると、それは普通には低周波振動（ドローン（ブーンという音））や高周波 振動（スクイール（キーキー音））を発生する。ドローン信号又はスクイール信 号を検出してゲインを下げ、不安定性を制御できる。ドローン信号及びスクイー ル信号がフィードフォワード装置では正常時には生じないが、同様の検出及び制 御装置を用いて、外部フィードフォワードマイクロホン３００に音響発生器２２ から隔離し損なったことによって偶然に生じたフィードバックを制御できる。 次に図１１を参照すると、検知されたドローン信号又はスクイール信号に従っ て装置のゲインを制御する例示的回路１００には、それぞれの帯域通過フィルタ １１７４と１１７５、加算回路１１７６、整流回路１１７８、それぞれの抵抗器 １１７９と１１８１、コンデンサ１１８０及び電界効果トランジスタ（ＦＥＴ） １１８２がある。回路１１００は、イヤピース１にあるマイクロホン２８及び図 ６にあるＦＥＴ６２１と協働する。イヤピース１にあるマイクロホン２８の出力 は、消去回路３１０（図示なし）及び帯域通過フィルタ１１７１と１１７５に加 えられる。帯域通過フィルタ１１７１と１１７５は、上述のドローン周波数とス クイール周波数にそれぞれ同調させられている。所望の場合、１組のフィルタ１ １７４、１１７５を用いて、両方のイヤピースの制御を行うことができる。別の イヤピースにあるマイクロホン２８の出力またフイルタ１１７４、１１７５に加 えられ、整流回路１１７８の出力を両方のイヤピースのためのゲイン制御要素に 加えてもよい。フィルタ１１７４、１１７５の出力は加算回路１１７６に与えら れ、加算回路の出力は整流回路１１７８に与えられ、次に整流された信号は、抵 抗器１１７９を介して電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）１１８２に与えられる。 ＦＥＴ１１８２のゲートはまた、コンデンサ１１８０と抵抗器１１８１の並列組 合せを介して基準アース電位に接続されている。ＦＥＴ１１８２のドレンは図６ に示された回路のＦＥＴ６２１のゲートに接続されている。 好ましいのは、ヘッドセット装置は、ドローン周波数とスクイール周波数が装 置の騒音消去帯域幅の外側にあるように設計されることである。したがって正常 な動作状態の下では、マイクロホン２８の出力は、ドローン周波数及びスクイー ル周波数にごくわずかな電力しか含んでいない。したがって、正常な動作状態の 下では、フィルタ１１７４、１１７５の出力は非常に低く、小さな電圧しかＦＥ Ｔ１１８２のゲートに加わらない。ＦＥＴ１１８２に加わるわずかな電圧は、低 すぎてそれをはっきりとターンオンできず、フィードバック装置のゲインは維持 される。 しかし、イヤピース１が異常な力で使用者の頭に押しつけられる場合、フィー ドバック装置は、ドローン周波数及びスクイール周波数の一方又は両において発 振し始めることがある。これらの状況の下では、加算回路１１７６の出力は顕著 になる。コンデンサ１１８０は抵抗器１１７９、１１８１によって形成された分 圧器及び整流回路１１７８の出力電圧によって設定されたレベルまで充電する。 コンデンサ１１８０の充電時定数は、コンデンサ１１８０及び抵抗器１１７９、 １１８１の値によって決められる。 コンデンサ１１８０が充電するにつれて、ＦＥＴ１１８２がターンオンされ、 ＦＥＴ６２１をターンオフしてフィードバック装置のゲインを下げる。装置のゲ インが下げられると、装置が再び安定になるにつれて、発振は減少する。装置が いったん安定になって終うと、加算回路１１７６の出力は再びほんのわずかにな る。次に、コンデンサ１１８０は、抵抗器１１８１を通して放電し、それによっ て装置のゲインを大きくする。 装置の不安定性が短期間の事象であると仮定される場合、抵抗器１１８１の抵 抗は、コンデンサ１１８０と抵抗器１１８１の回路の時定数が数秒になるように 比較的大きく選定される。したがって、装置のゲインがそれの元の値に戻ったと き、不安定を生ずる事象は、通り過ぎて終っている。その事象がさらに長い期間 続けば、使用者は、装置のゲインが再び下がる前に、装置が再び発振を開始する とき、ドローン及びスクイールのおだやかで無害な短いバーストを感じることが ある。 コンデンサ８０と抵抗器１１７９、１１８１の値は、ＦＥＴ１１８２が迅速に ターンオフされるが、比較的ゆっくり（長い解除時間）ターンオンされるように 、適当に選定できる。そのような場合、抵抗器１１７９は、短い動作開始時間を 与えるために比較的低い抵抗を有し、抵抗器１１８１は、より長い解除時間を与 えるために比較的高い抵抗を有する。この構成はスクイールが始まるとほとんど 、すぐに不快なスクイールを遮断する。動作の遅緩解除は、スクイールが除去さ れた直後にスクイールの再発を防止する。好ましい実施例において動作開始時間 は約０．２秒であり、解除時間は１又は２秒である。代りに、装置がかなり安定 していれば、動作開始時間を長くすることができ、使用者が聴くスクイール又は ド ローンの短いバーストが装置が不安定になりつつあることを指示できるようにす る。 スクイール及びドローンを検出する代りの機構もまた、使用できる。例えば。 信号を検出するために位相同期ループ（ＰＬＬ）を用いる回路１２００が図１２ に示されている。回路１２００には、それぞれのＰＬＬ回路１２９４と１２９５ 、２入力ＯＲゲート１２９６、ラッチ回路１２９７、トランジスタ１２０２及び 抵抗器１２９４が適当にある。イヤピース１にあるマイクロホン２８の出力は、 消去回路３１０（図示なし）とともにＰＬＬ回路１２９４、１２９５の入力に加 えられる。ＰＬＬ回路１２９４、１２９５は、ナショナル・セミコンダクタ（Ｎ ａｔｉｏｎａｌ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）社製のＬＭ５６５ＰＬＬなどの 集積回路を用いて実現できる。第１のＰＬＬ回路１２９４のキヤプチヤレンジは 、ドローン周波数範囲に対応するように構成され、第２のＰＬＬ回路１２９５の キヤプチヤレンジは、スクイール周波数範囲に対応するように構成されている。 ＰＬＬ回路１２９４、１２９５のロックデテクト（ＬＯＣＫ）出力は２入力ＯＲ ゲート１２９６の入力に加えられ、ＯＲゲート１２９６の出力はラッチ回路１２ ９７の入力に加えられる。ラッチ回路１２９７は、使用者が作動できるスイッチ １２９８を用いてリセットできる。ラッチ回路１２９７の出力は、抵抗器１２９ ９を介してトランジスタ１２０２のベースに接続されている。トランジスタ１２ ０２のコレクタは図６にある回路のＦＥＴ６２１のゲートに接続されている。 正常作動状態の下では、ドローン周波数及びスクイール周波数でマイクロホン ２８によって出力される信号のレベルは、ＰＬＬ回路１２９４、１２９５をロッ クできるようにするには低過ぎるので、それの初期状態では、ラッチ回路１２９ ７の出力Ｑは論理低レベルにある。したがって、トランジスタ１２０２は、ター ンオフされ、ＦＥＴ６２１はターンオンされ、そして装置のゲインは、それの最 大値になる。 しかし、フィードバック装置が発振し始めると、ドローン周波数又はスクイー ル周波数は、ＰＬＬ回路１２９４、１２９５によって検出される。これが起ると 、ＰＬＬ回路１２９４、１２９５のＬＯＣＫ出力の一方又は両方が論理高レベル に変る。ＯＲゲート１２９６の出力は論理高レベルになることによって応じ、論 理 高レベル信号をラッチ回路１２９７の出力において送出させる。ラッチ回路１２ ９７の論理高レベル出力は、トランジスタ１２０２にターンオンさせ、トランジ スタ１２０２がＦＥＴ６２１をターンオフするので、フイードバック装置のゲイ ンを小さくする。 正常状態が再確立されると、装置は再び、安定になり、ＯＲゲート１２９６の 出力は論理低レベルに戻る。しかし、ＦＥＴ６２１は、論理低レベル信号を送出 し続けているラッチ回路１２９７のためにオフのままである。全ゲインがラッチ 回路１２９７の出力を論理低レベルに設定するリセットスイッチを操作する使用 者によって再確立される。異常な状態が終る前にスイッチ１２９８が操作されれ ば、ＰＬＬ回路１２９４、１２９５が発振をフィードバック装置によって検出す るとき装置のゲインは再び下げられる。 本発明のもう一つの態様によれば、電力保存機構を騒音消去装置に組入れでき る。前述のように、イヤピースにかかる圧力を検知し、ヘッドセットが使用者に 着用されていないとき、電力を回路のすべて又は一部分から除去できる。なお、 例えば、周囲の騒音が能動消音を必要とするレベルでないとき、周囲（外部）騒 音のレベルに従って、装置のゲインを小さくするか、又は電力を回路のすべて若 しくは一部分から除去することができる。例えば、図１３を参照すると、制御装 置６は電源、例えば電池５１７と制御回路の残部、すなわち、本明細書において 消去回路３１０と総括的に名付けられている変換基準のための部分、との間に挿 入された適当な電力制御回路を備えることができる。電力制御回路１３００は、 図５及び６のスイッチ４１４、４１４ａ、４１６、４１６ａと直列に構成しても よい。電力制御回路１３００は、外部マイクロホン、例えばマイクロホン３００ （図３）によって検知された信号のレベルに従って、削除回路３１０に電力を選 択的に加える。回路１３００は、スイッチングトランジスタ１３０７、整流兼平 滑回路１３０８及び電圧比較器１３１０、例えば、作動増幅器を適宜に備えてい る。整流兼平滑回路１３０８は、外部マイクロホン、例えば、適当なのは、マイ クロホン３００（図３）に接続されている。所望の場合、低域通過又は帯域通過 フィルタ（図示なし）をマイクロホン３００と整流兼平滑回路１３０８との間に 取付けられて不適切な音波又は聞こえない音波を減衰させる。整流兼平滑回路１ ３０８の出力は、比較器１３１０の入力、適当なのは差動増幅器、に接続されて いる。比較器１３１０の他方の入力は、基準電圧Ｖ_refを供給される。比較器１ ３１０の出力はスイッチングトランジスタ１３０７を駆動する。比較器１３１０ と整流兼平滑回路１３０８は、スイッチングトランジスタ１３０７の状態に関係 なく、電池５１７に絶えず接続されている。 騒音の高い環境における正常動作の間、外部マイクロホン１３０９は、高い振 幅の信号を発生し、それが整流兼平滑回路１３０８によって整流されて平滑化さ れる。比較器１３１０は、整流兼平滑回路１３０８によって発生される電圧を基 準電圧Ｖ_refと比較する。Ｖ_refは、それ以上では消去が望まれる音量レベルを適 当に表わす電圧に予め設定されている。望むならば、聴力及び電力保存の要求に 合せるためにＶ_refを使用者が調節することもできる。ヘッドセットが予め設定 されたしきい値より音量の大きい環境において動作している間は、整流兼平滑回 路１３０８からの出力は、基準電圧Ｖ_refより大きく、比較器１３１０は、スイ ッチングトランジスタ１３０７のベースに高い信号を与えてそれをターンオンし 、電流源を消去回路３１０に接続する。 しかし、環境の騒音レベルと対応するマイクロホンの出力が基準電圧以下に落 れば、整流兼平滑回路１３０８の出力は、基準電圧Ｖ_ref以下に下がる。比較器 １３１０は、スイッチングトランジスタ１３０７のベースに与えられる信号を低 レベルへ駆動し、トランジスタ１３０７をターンオフして消去回路３１０への電 力供給を断つ。したがって、消去回路３１０は、周囲の騒音が所定のしきい値を 超えたときだけ作動する。低いが変化する騒音レベルを有する環境においては消 費される電力がかなり少ないので、電池５１７の寿命は延びる。 代りの実施例において、制御装置への電力供給が遮断されないで、電力増幅器 又は等化器などの制御器回路の各部分へ供給される電圧が騒音レベルに従って調 節されて、回路が要求するだけの量の電力が回路に供給されるようにする。次に 図１４を参照すると、このような回路が内部マイクロホン２８と協働する可変帯 域幅低域通過フィルタ１４１５と増幅器１４１６、整流兼平滑回路１４１７及び スイッチ方式電圧調整器１４１８を備えるフィードバック部を有する制御装置６ を用いて都合よく実現できる。マイクロホン２８（イヤピース１（図示なし）の 中に取付けられている）からの電気信号がフィルタ１４１５に加えられる。低域 通過フィルタ１４１５の出力は増幅器１４１６の入力に接続されている。増幅器 １４１６の出力はイヤピース１にある音響発生器２２（図３）を駆動する。図１ ４には単一の装置として示されているが、実際には増幅器１４１６を多数の独立 した増幅器で実現してもよい。増幅器１４１６の出力はまた整流兼平滑回路１４ １７の入力にも与えられる。整流兼平滑回路１４１７の出力は低域通過フィルタ １４１５の帯域幅を制御し、電池５１７から電流を受ける電圧調整器１４１８に も与えられる。 マイクロホン２８によって検出された音が電気信号に変換され、その電気信号 は低域通過フィルタ１４１５を通して増幅器１４１６へ伝えられる。増幅器１４ １６の出力の振幅は不必要な騒音のレベルを示す。増幅器１４１６の出力は適当 な対応する制御電圧を発生させるために整流兼平滑回路１４１７によって適当に 整流されて平滑化され、発生した制御電圧は、スイッチ方式電圧調整器１４１８ に与えられる。電圧調整器１４１８は、増幅器１４１６に供給する出力電圧を検 出された騒音レベルの現在の振幅に従って出力電圧を変化させる。したがって、 消去されるべき騒音の振幅が小さいとき、低い電源電圧が増幅器１４１６に供給 される。しかし、消去されるべき騒音の振幅が大きいとき、スイッチ方式電圧調 整器１４１８は、適当な波形を発生するのに十分に増幅器１４１６への電力供給 を大きくする。 騒音レベルが低いとき、増幅器１４１６への供給電圧を下げることによって、 特に制御器が仮想アース型の場合、騒音消去フィードバック装置が不安定になる ことがある。図１４の実施例において不安定が可変帯域幅低域通過フィルタ１４ １５によって防止される。消去すべき騒音の振幅が減小して、増幅器１４１６へ の給電電圧に対応する減小を生ずるにつれて、低域通過フィルタ１４１５の帯域 幅は、整流兼平滑回路１４１７からの信号に従って狭められる。増幅器１４１６ へ与えられる信号の帯域幅を狭めることは、フィードバック装置が不安定に近づ く傾向を少なくする。 図１５を参照すると、スイッチ方式電圧調整器１４１８は、それぞれの抵抗器 １５２０、１５２１、１５２３及びトランジスタと協働するリニヤテクノロジー （Ｌｉｎｅａｒ Ｔｅｃｋｎｏｌｏｇｙ）ＬＴ１１０８のような専用集積回路（ ＩＣ）１５１９からなるのが適当である。抵抗器１５２０及び抵抗器１５２１は 、電圧調整器１４１８の出力とアースとの間に接続された分圧器を形成している 。抵抗器１５２０と抵抗器１５２１の接続点の電圧は、それを内部基準電圧と比 較する集積回路１５１９に加えられる。比較の結果は、入力電流供給の切換えを 調節し、それによって出力電圧を制御するのに用いられる。 トランジスタ１５２９は、分圧器と協働して用いられ、ＩＣ１５１９に加えら れる電圧、したがって出力電圧を整流及び平滑回路１４１７の出力に従って変更 する。トランジスタ１５２９は抵抗１５２０と抵抗器１５２１の間の接続点に接 続されたコレクタと接続され、エミッタは抵抗器１５２３を通してアースに接続 され、ベースは整流兼平滑回路１４１７の出力を受け入れる。整流兼平滑回路１ ４１７の出力が消去すべき騒音の振幅が増大するのに伴って増大するとき、トラ ンジスタ１５２９は、次第にターンオンされて、抵抗器１５２１に並列な電流径 路を形成する。これは、抵抗器１５２０と抵抗器１５２１の間の接続点の電圧を 低くする効果をもっている。この電圧は、集積回路１５１９によって内部基準電 圧と比較され、入力電流切換は、出力電圧を大きくするように調節されるのが適 当である。したがって、検出された騒音の増大が整流兼平滑回路１４１７の出力 信号を増大し、それが電圧調整器１４１８によって、発生された供給電圧の対応 する増大をもたらす。 代案として、電流制御回路が電力増幅回路の中に統合され、従って、増幅器１ ４１６に供給される電圧を変えるための電圧調整器１４１８の必要をなくすこと ができる。可変電流を引出す電力増幅器が装置内の構成要素の数を小なくする。 例えば、増幅器１４１６が消去すべき騒音の振幅に従ってバイアス状態を変える 適当な電力増幅器又はその他の適当な信号増幅器からなっていてもよい。図１６ を参照すると、このような適当な電力増幅器の一例がロングテールペア入力段１ ６４０、相補形出力段１６４１及び駆動器段１６４２を備えている。ロングテー ルペア１６４０と出力段１６４１のためのバイアス電流は電流源１６４３によっ て設定される。 駆動器段１６４２はトランジスタ１６４４を備え、このトランジスタのエミッ タはアースに接続され、コレクタは出力段１６４１のＰＮＰトランジスタ１６６ ２のベースに接続されている。トランジスタ１６４４のコレクタは、また、二つ のダイオード１６４６、１６４７と抵抗器１６４８を直列に備えているレベルシ フタ１６４５にも接続されている。レベルシフタ１６４５の他方の端は、出力段 １６４１のＮＰＮトランジスタ１６６３のベースに接続されている。抵抗器１６ ４８は出力段１６４１のバイアス電流を設定するように作用する、すなわち、ト ランジスタ１６６３、１６６２のベース電流は、抵抗器１６４８の両端間の電圧 によって設定され、この電圧自体は抵抗器を通って流れる電流によって変る。 電流源１６４３は、抵抗器１６５１と一緒にロングテールペア１６４０のテー ルを形成するＰＮＰトランジスタ１６５０及び出力段１６４１のＮＰＮトランジ スタに接続されたコレクタと給電レールＶ_ccに抵抗器１６５３に接続されたエミ ッタを有するＰＮＰトランジスタ１６５２を備えている。トランジスタ１６５０ 、１６５２の各ベースは一つに接続されている。抵抗器１６５６とコンデンサ１ ６５５は、トランジスタ１６５０、１６５２のベースと給電レールＶ_ccの間に並 列に接続されている。 増幅器の出力は、整流回路１６６０に加えられている。整流回路１６６０の出 力は、トランジスタ１６６１のベースに加えられる。トランジスタ１６６１のエ ミッタは抵抗器１６６４を介してアースに接続され、コレクタはトランジスタ１ ６５０、１６５２のベースに接続されている。 使用時には、増幅器の電流需要はトランジスタ１６５０、１６５２のベースに 加えられる電圧によって設定され、これらのトランジスタは、次にトランジスタ １６４８を通って流れる電流を設定するトランジスタ１６６１によって制御され るような方法で制御される。増幅器の出力振幅が消去すべき騒音の振幅の増大に 従って増大するにつれて、トランジスタ１６６１は次第にターンオンし、それに よってトランジスタ１６５０、１６５２のコレクタ電流を大きくする。増幅器の 出力の振幅が小さくなると、トランジスタ１６６１は次第にターンオフし、それ によってトランジスタ１６５０、１６５２のコレクタ電流を小さくする。トラン ジスタ１６５２のコレクタ電流が変るにつれて、出力段トランジスタ１６６２、 １６６３のバイアスが変化し、それによって増幅器の零入力電流、したがって制 御装置の電流需要を変える。コンデンサ１６５５と抵抗器１６５６は、電流源１ ６４３が増幅器の出力の瞬時値の代りにそれの包絡線に応答することを確実にす る。 望むならば、ヘッドセット１００に、望まない騒音の消去を保ちながら、音楽 や話のような所望の音響信号（通過信号）を使用者に与える音声入力装置を備え 付けてもよい。本発明のもう一つの態様によれば、高周波信号と低周波信号の適 当なつり合いが通過信号を制御装置６へ与えられる残差信号のほかに音響発生器 ２２に与えられる消去信号の両方に混合する入力装置を用いることによって保た れる。入力信号を残差信号と消去信号の両方と混合することによって、制御装置 ６の高周波ロールオフと消去装置による消去とがあっても音をつり合わすことが できる。図１７に示すように、所望の入力信号（通過信号）はイヤピース１にあ る内部マイクロホン２８によって発生された信号をも受ける加算増幅器１７００ に与えられる。加算増幅器１７００の出力は消去回路３１０に与えられる。図１ ７の実施例にあるように、騒音が消去装置が少なくとも一部分フィードバック装 置である場合、騒音消去の帯域幅は、安定性を保つように制限され、高周波ロー ルオフが遮断周波数より上の信号を著しく減衰させる。したがって、消去装置の 応答は高周波数に対して急速に減少するが、低周波数は事実上影響を受けないま まである。 同じ入力（通過）信号はまた、その入力信号は、音響発生器２２に加えるため に消去回路３１０の出力と混合する第２の加算増幅器１７０２にも加えられる。 したがって、この入力信号は、残差信号（マイクロホン２８からの）が処理され る前と同様に消去信号が発生された後にも消去装置に入力される。入力信号を消 去信号に加えると、消去回路によって減衰される高周波数を回復させる。しかし 、第２の加算増幅器１７０２に与えられた入力信号の低周波部分は、高周波信号 と違って低周波数が騒音消去装置の消去帯域幅の範囲内にあるので、消去装置に よる消去を受ける。したがって、高周波数は聴取者に有効に伝えられ、一方、低 周波数は消去装置によって消去される。要するに、入力信号は、消去信号と二度 混合され、消去装置は、低周波信号の半分を消去し、高周波信号の半分をろ波し て取除く。結果として総残存入力信号は高周波数と低周波数の両方の適正なレベ ル のものを含む比較的つり合いのとれた信号である。ある種の等化又はろ波を必要 とすることもあるが、適正な通過信号を発生させるのに必要な調節がかなり少な くなる。代りに、音響発生器２２、消去回路３１０及び内部マイクロホン２８の 各感度は、入力信号に適正な振幅を与えるために単につり合わされるだけである 。なお、結果として生ずる信号の位相関係は適正なつり合いを与えるように調節 されてもよい。 本発明による制御装置は、本明細書に記載された諸特徴の種々の組合せ、例え ば、一つ、複数又はすべてを備えていてもよい。例えば、図１８に示されている ように、２イヤピース式ヘッドセットと共に用いるのに適応している例示的制御 装置１８０１が図１０に示されたものと同様の可聴周波数以下の音響信号に基づ いた圧力検知装置、図５に示されているものと同様な電力節約回路及び図１７に 示されているものと同様な音声入力通過装置のさまざまなものを備えていてもよ い。制御装置１８０１は、入力信号（ｃｏｍｍｓ）等化器１８００と、各々がそ れぞれにミクサ１８０２Ｒ、１８０２Ｌ、低域通過フィルタ１８０４Ｒ、１８０ ４Ｌ、等化器１８０８Ｒ、１８０８Ｌ、ミユーチング回路１８１０Ｒ、１８１０ Ｌ、電圧制御装置１８１４Ｒ、１８１４Ｌ、及び電力増幅器１８０６Ｒ、１８０ ６Ｌを備える右と左のチヤンネルと、発振器１８１２と、誤差増幅器１８１６と 、緩衝器（図示なし）と、レベルシフタ１８１８とを備えている。 入力信号（ｃｏｍｍｓ）等化器１８００は、使用者が聞くことになっている通 過入力信号を受けて、それを二つの別々のチヤンネル（左と右）に分離する任意 の適当な回路を備えていてもよい。入力信号（ｃｏｍｍｓ）等化器１８００は、 さらに適当な信号を消去装置に与えるために入力信号を増幅する。入力信号（ｃ ｏｍｍｓ）等化器１８００は、各チヤンネルに対して事実上同一で、各イヤピー スに一つの音量制御回路を備えるのが適当である。 入力信号（ｃｏｍｍｓ）等化器１８００からの左右の通過信号の各々は、関連 のミクサ１８０２と電力増幅器１８０６の両方に送られる。ミクサ１８０２（図 １７のミクサ１７００に大体対応する）は等化器１８００から受ける入力信号を イヤピースのマイクロホン２７、２８及び反対側のミクサ１８０２から受ける残 差信号と混合する。電力増幅器１８０６は、通過入力信号を消去信号及び発振器 １８１２からの低周波、例えば１０Ｈｚ、信号と混合する。この回路構成は、入 力信号がマイクロホン２７、２８から受ける残差信号を混合され、消去装置によ って発生され音響発生器２２に与えられる消去信号とも混合される図１７の音声 通過装置に対応する。 右ミクサ１８０２Ｒ及び左ミクサ１８０２Ｌのための例示的回路が図１９に示 されている。左及び右チヤンネルそれぞれの左及び右ミクサ１８０２（１８０２ Ｌ及び１８０２Ｒ）は各々関連の左又は右イヤピースのマイクロホン２７、２８ からの残差信号及び入力信号（ｃｏｍｍｓ）等化器１８００からの関連の通過信 号のほかに、極低周波数の過負荷に対する装置の感受性を制御するために用いら れる周囲騒動の極低周波成分を示す信号を受ける。周囲騒音の極低周波成分は反 対側チヤンネルによって発生される残差信号、例えば、反対側チヤンネルのミク サ１８０２の出力に作用する低域通過フィルタ１８０４Ｒ、１８０４Ｌによって 適当に導出される。各チヤンネルは二つの増幅器、すなわち、残差信号を増幅し てろ波するのに適する第１の増幅器と、残差信号を音声通過信号及び反対側チヤ ンネルの残差信号の低周波成分と混合するのに適する第２の増幅器を備えている 。 再び図１８を参照すると、ミクサ１８０２はこれらの信号を適宜にろ波し、増 幅しかつ混合する。ミクサ１８０２の出力は関連の等化器１８０８に送られる。 等化器１８０８は、フィードバック装置の電気機械的特性を表わす伝達関数を実 現するために、ミクサ１８０２の信号の特定周波数を適当に増幅したり減衰させ る。図２０を参照すると、等化器１８０８を実現する適当な回路には４段の増幅 器があって、各段は特定の範囲の周波数（例えば、それぞれ高Ｑで狭い帯域を有 するのが好ましい、それぞれ２０ｋＨｚ、１ｋＨｚ、４ｋＨｚ、及び１００ｋＨ ｚに中心がある）内の信号を増幅して消去装置の電気機械的特性を補償する。等 化器１８０８はフレンド・バイカッド回路として適宜に実現される。同様の等化 器回路を各チヤンネルに用いることができる。 もう一度図１８を参照すると、各等化器１８０８の出力は、１次消去信号であ り、安定性を保つために帯域幅の外側の信号をろ波することによってチヤンネル の帯域幅を決める。１次消去信号はミユーチング回路１８１０（１８１０Ｋ、１ ８１０Ｌ）に与えられ、この回路は、自動ゲイン制御装置から受けられる信号に 従って消去信号を弱くすることができる。ミユーチング回路１８１０は、ヘッド セット１００が使用者の頭から取外されたことを誤差増幅器１８１６が示すとき 、起動される。ミユーチング回路１８１０が起動されると、等化器１８０８から の１次消去信号が電力増幅器１８０６から遮断される。電力増幅器１８０６が消 去信号を受けないので、電力増幅器１８０６が音響発生器２２を駆動しないで、 音響発生器２２の電流消費を少なくし、したがって電力を節約し、電池の寿命を 長くする。しかし、、発振器１８１２からの１０Ｈｚの信号及び入力信号等化器 １８００からの通過信号は、電力増幅器１８０６を介して音響発生器２２へ送ら れ続ける。１０Ｈｚ信号を消去装置を介して送り続けることによって、消去装置 はヘッドセットが着用者の頭に戻されたかどうかを決める。 次に図２１を参照すると、ミユーチング回路１８１０は、コレクタがアースに 接続され、エミッタが１次消去信号に接続されたスイッチングトランジスタ２２ １０を備えているのが適当である。トランジスタ２２１０のベースは自動ゲイン 制御装置によって発生される制御信号に接続されている。制御信号がダイオード ２２１２の伝導電圧を超えると高レベル信号がベースに与えられ、スイッチング トランジスタ２２１０をオンにし、１次消去信号をアースに接続する。したがっ て、ミユーチング回路１８１０がターンオンされると、１次消去信号は、アース され、ミユーチング回路１８１０には出力がない。しかし、ミユーチング回路１ ８１０がオフであれば、等化器１８０８信号は、電力増幅器１８０６に与えられ る。同じ制御信号によって制御されるミユーチング回路が適宜に他方のチヤンネ ルに設けられてもよい。 図１８に戻ると、電力増幅器１８０６は、１次消去信号及び入力信号（ｃｏｍ ｍｓ）等化器１８００から受ける通過入力信号のほかに、図１０に関連して説明 したものに類似の発振器１８１２からの１０Ｈｚ信号を受ける。１０Ｈｚ信号は 、消去信号及び通過入力信号と効果的に混合され、増幅されて音響発生器２２に 送られる。 本発明の一つの態様によれば、これらの機構の動作が安定な１０Ｈｚ信号を用 いることによって最適化されることが決められた。十分に安定な振幅を有する１ ０Ｈｚ信号を発生する適当な回路が図２２に示されている。発振器１８１２は、 高Ｑ非反転発振器を形成するように二つのダイオード２４１０と２４１２及び三 つの演算増幅器回路段２４１６、２４１８及び２４２０を備えている。ダイオー ド２４１０と２４１２は、１０Ｈｚ信号を発生するダイオードクリッパを形成し 、この１０Ｈｚ信号は、演算増幅器２４１６、２４１８及び２４２０によって構 成された１０Ｈｚ帯域通過フィルタに送られて、ダイオードクリッパによって誘 起されたひずみを除去する。この回路は、特に安定な１０Ｈｚ信号を発生する。 １０Ｈｚ発振器の出力を両方のイヤピース回路に加えることができる。１０Ｈｚ 信号はマイクロホン２８によって検出されて、以下に非常に詳しく述べるように 解析されて異常圧力がイヤピースに加えられているかどうか又はヘッドセットが 使用者によって取外されたかどうかを決める。 図２３を参照すると、例示的電力増幅器回路１８０６がモトローラＭＣ３４１ １９増幅器などの単ブリッジ増幅器を備えているのが適当である。発振器１８１ ２からの１０Ｈｚ信号は二つの径路で増幅器に選択的に送られるのが適当である 。スイッチ１９００が１０Ｈｚ信号を音響発生器２２に直接に加えるのを選択的 に行うために設けられている。１０Ｈｚ信号は、増幅された信号と直接に混合さ れて音響発生器２２に与えられる。したがって、１０Ｈｚ信号は電力増幅器１８ ０６のフィードバック装置及び電圧制御減衰器１８１４の効果によって影響され ない。次に、１０Ｈｚ信号は安定な振幅を保つ。したがって、制御装置６の外部 のパラメータ、例えばイヤピースに加わる圧力の変化のみが１０Ｈｚ信号を変え る。 代りに、スイッチ１９００は、１０Ｈｚ信号を音声入力信号及び増幅前の１次 消去信号と混合する。１０Ｈｚ信号は、この場合、電圧制御減衰器１８１４によ って生じる振幅の変化を受ける。この特徴は、マイクロホン及び制御装置の感度 の変化、例えば、制御装置がそれぞれ異なる音響特性を有するいくつかの異なる ヘッドセットと共用できるときに起ることがある感度の変化を補償する。マイク ロホン及び制御装置の特定の感度に関係なく、この特徴は、１０Ｈｚ信号の振幅 を同じレベルに保ち、イヤピース１にかかる圧力を正しく検知できるようにする 。 自動ゲイン制御が内部マイクロホンを通る１０Ｈｚ信号をイヤピースに加わる 圧力変化を指示する変動について監視することによって行われる。さらに詳しく いえば、図１８に示されているように、検出された１０Ｈｚ信号を含む各チヤン ネルのミクサ１８０２の出力は、関連のイヤピースから低域又は帯域通過フィル タ１８１５及び誤差増幅器１８１６に加えられる。誤差増幅器１８１６を実現す る適当な回路が図２４に示されている。フィルタ１８１５は、それがイヤピース に加わる圧力によって生じた変化を含むイヤピースの特性によって影響を受けな いので、それぞれのイヤピースにおいて検出された信号の１０Ｈｚ成分を表わす 信号を発生する。次に、１０Ｈｚ信号は、差動増幅器が適当な誤差増幅器１８１ ６に送られ、この増幅器がマイクロホン２８によって検出される１０Ｈｚ信号の 音圧レベルに相当する誤差信号を発生する。１０Ｈｚ信号の音圧レベルの変化が イヤピース１にかかった異常圧力又は、使用者の頭からヘッドセット１００の外 されたことを指示し、誤差増幅器１８１６がその信号の検出された変化に対応す る誤差信号を発生する。 誤差増幅器１８１６は出力信号をミユーチング回路１８１０に送る。ヘッドセ ット１００にかかる圧力が所定のしきい値未満の場合、例えば、ヘッドセットが 外されていた場合、ミユーチング回路１８１０に送られる誤差信号をミユーチン グ回路１８１０を起動させて電力増幅器１８０６に行く１次消去信号を遮断する ので、騒音消去装置を作動不能にする。消去信号が弱められるので、電力増幅器 １８０６が音響発生器２２を駆動せず、電力を節約し、電池の寿命を延ばす。な お、不安定によって生ずるスクイール又はドローンがヘッドセット装置全体をタ ーンオフしないで除去される。 誤差信号はまたレベルシフタ１８１８を通してそれぞれの電圧制御装置１８１ ４（１８１４Ｒ、１８１４Ｌ）に送られて、安定性を保つように電力増幅器１８ ０６（１８０６Ｒ、１８０６Ｌ）のゲインを変える。レベルシフタ１８１８を実 現するのに適当な回路が図２５に示されている。レベルシフタ１８１８は本発明 の装置においては、各電力増幅器１８０６に共用できるバイアス電圧を与えるた めに設けられている。開示された実施例における構成要素のほとんどはゼロの基 準電圧の付近でバイアスをかけられる。しかし、電力増幅器は、好ましい実施例 では、１／２Ｖ_ccの基準電圧の付近でバイアスをかけられている。したがって、 レベルシフタ１８１８は、他の構成要素と異なる基準電圧の付近でバイアスをか けられた構成要素に適正な基準電圧を与える。 レベルシフタ１８１８は、誤差信号を、各々が関連のチヤンネルの電力増幅器 １８０６に接続されている電圧制御装置１８１４に伝える。各電圧制御装置１８ １４は、異常圧力がイヤピース１で検知されたとき、電力増幅器１８０６のゲイ ンを減らすために関連の電力増幅器１８０６に送られる誤差増幅器１８１６によ って発生された信号に応じて適当な制御信号を発生する。電圧制御装置１８１４ を実現するのに適当な回路の線図が図２６に示されている。電圧制御装置１８１ ４には、レベルシフタ１８１８の出力を受けるゲート、電力増幅器１８０６の基 準電圧を高インピーダンスから低インピーダンスに変換して騒音源によって発生 された騒音をろ波する緩衝器（図示なし）の出力に接続されたソース及び電力増 幅器１８０６のゲインを制御する電力増幅器１８０６のフィードバックループに 接続されたドレンと接続されたＦＥＴ２６００がある。誤差増幅器１８１６から の信号がイヤピース１にかかる圧力の増大を指示するとき、ＦＥＴ２６００のゲ ートに加えられる電圧は変り、ＦＥＴ２６００の伝導度を下げ、したがって電力 増幅器１８０６のゲインを小さくする。したがって、電力増幅器１８０６のゲイ ンは異常圧力がイヤピース１で検知されるとき下げられ、安定性が保たれる。 制御装置６に若干の異なる機構が含まれているが、これらの機構の多くは独立 で、全部含まれていてもよいし、又は種々の組合せで含まれていてもよい。これ らの機構を当業者に知られているさまざまな技術を用いて実現できるけれども、 これらの機構の若干のものに対する回路線図が例示のために開示されている。 導体及び結線のいくつもが図面中に単一線として示されているが、それらは、 限定の意味で示されていないし、当該技術において分っているように複数の導体 又は結線からなっていてもよい。同様に、種々の要素に至る電力結線、種々の制 御線などは、図を明瞭にするために、図面から省いてある。さらに、上記説明は 、本発明の好ましい実施例のものであり、本発明は、示された特定の形に限定さ れない。変更態様を請求の範囲に述べられた発明の範囲内で各要素の設計及び配 置においてなることができる。

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】 ターンオフするか又は装置の現在の電力要求に一致する ように装置への給電を調節することによって電池の寿命 を長くする機構を備えている。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．使用者の耳に保持されるように構成されたイヤピースを備え、前記イヤ ピースが、 前記イヤピース内に配設され、加えられる駆動信号に応じて反騒音場を 発生する音響発生器と、 反騒音場内に配設され、周囲の音響と反騒音の和を示す残差信号を発生 する第１のセンサと、 前記残差信号に従って音響発生器への駆動信号を発生する処理装置と、 使用者の耳に知覚される周囲の音響に近づける手段と、 イヤピースの低周波応答を高める手段と、 音響発生器による消去を介して使用者の耳に選択された所望の信号を与 える手段と、 潜在不安定性を示す所定の条件に応じて装置の伝達関数を選択的に変え る手段と、 装置の電力要求量の減ったことを示す条件のしるしを発生し、それに応 じて装置の所定の部分の電力消費を減らす手段と を備える能動騒音消去ヘッドセット装置。 ２．前記第１のセンサが前記反騒音場内に配置され、残差信号が使用者の鼓 膜における音に近づけくように騒音場の中心から半径方向にずらされている請求 項１に記載の装置。 ３．使用者の耳に近接して保持されるように構成されたイヤピースにおいて 、前記イヤピースが、 加えられる駆動信号に応動し、反騒音を発生する音響発生器と、 取付け位置における周囲の音響と反騒音の和を示す残差信号を発生する センサと、 を備え、前記センサが前記音声発生器からオフセンタに配設され残差信号が使用 者の鼓膜における音に近づくようになっているイヤピース。 ４．前記イヤピースが使用者が耳の近くに配置するための前方リップと、後 部と、前記リップ部と後部の中間に内部空洞を形成する横部分とを備える外殻を 備え、前記音響発生器とセンサが前記殻内部空洞内に配置され、前記殻内には前 記内部空洞と通じイヤピースの低周波応答を高めるために前記音響発生器の後方 に配置された少なくとも一つの開口部を備えている請求項３に記載のイヤピース 。 ５．少なくとも一つの前記開口部が前記殻の前記横部分に配置されている請 求項４に記載のイヤピース。 ６．前記横部分が前記前方リップ部分から差し込まれている請求項５に記載 のイヤピース。 ７．加えられる駆動信号に応じて反騒音場を発生する音響発生装置と、 反騒音場内に配設され、周囲の音響と反騒音の和を示す残差信号を発生 する第１のセンサと、 前記残差信号に従って音響発生器への駆動信号を発生する処理装置と、 潜在不安定性を示す所定の条件に応じて装置の伝達関数を選択的に変え る手段とを備え、 前記第１のセンサが処理装置と音響発生器と協働してフィードバックル ープを形成している 能動騒音消去装置。 ８．特定の音響を通過させながら周囲騒音の能動消去装置において、 加えられる駆動信号に応じて反騒音場を発生する音響発生装置と、 反騒音場内に配設され、周囲音響と反騒音の和を示す残差信号を発生す る第１のセンサと、 通過させるべき特定の音響を示す信号と残差信号とに応じて結合信号を 発生する第１のミクサと、 前記結合信号に従って駆動信号の第１の成分を発生する処理装置と、 通過させるべき特定の音響を示す信号と処理装置の駆動信号の第１の成 分とに応じて前記音響発生器への駆動信号を発生する第２のミクサと、 を備える周囲騒音の能動消去装置。 ９．特定の音響を通過させながら周囲騒音の能動消去方法において、 加えられる駆動信号に応じて反騒音場を発生する工程と、 反騒音と周囲騒音の反騒音場内での相互作用から生ずる残差騒音を検知 する工程と、 検知された残差騒音、通過させるべき特定の音響及び関連の伝達関数に 従って駆動信号の第１の成分を発生する工程と、 通過させるべき特定の音響を示す信号と処理装置の駆動信号の第１の成 分とに応じて前記音響発生装置への駆動信号を発生する工程と を備える周囲騒音の能動消去方法。 １０．駆動信号に従って反騒音場を生成する工程と、 反騒音と周囲騒音の反騒音場内での相互作用から生ずる残差騒音を検知 する工程と、 前記検知された残差騒音に従った駆動信号を関連の伝達関数に従って発 生する工程と、 潜在安定性を示す所定の条件のしるしを発生する工程と、 前記しるしに従って伝達関数を選択的に変える工程と を備える使用者によって知覚される騒音を消去する方法。 １１．前記潜在安定性を示す所定の条件のしるしを発生する工程が、 前記騒音場の外側の所定の周波数範囲内の音と前記騒音場内の前記所定 の周波数範囲内の音との間の関係の変化を検知する工程を含む請求項１０に記載 の方法。 １２．前記反騒音を発生する工程と前記残差騒音を検知する工程が一つのイヤ ピース内で行われ、前記潜在安定性を示す所定の条件のしるしを発生する工程が イヤピースを押しつける圧力を検知する工程を含んでいる請求項１０に記載の方 法。 １３．加えられる駆動信号に応じて反騒音場を発生する音響発生装置と、 反騒音場内に配設され、周囲音響と反騒音の和を示す残差信号を発生す る第１の音響センサと、 前記音響源から所定の距離に前記騒音場の外側に配置されて周囲騒音を 示す信号を発生する第２の音響センサと、 音響発生器への駆動信号を前記残差信号と前記周囲騒音を示す前記信号 とに従って発生する処理装置と を備える能動騒音消去ヘッドセット装置。 １４．前記第１の音響センサが前記処理装置と前記音響発生装置と協働してフ ィードバックループを形成するように接続され、 前記ヘッドセット装置が前記第２の音響センサと協働して周囲騒音の高 周波成分を減衰させる手段をさらに備える請求項１３に記載の装置。 １５．前記第１の音響センサが前記処理装置と前記音響発生装置と協働してフ イードバックループを形成するように接続され、 前記第２の音響センサが前記処理装置と前記音響発生装置と協働してフ ィードフォワード騒音消去を行う 請求項１３に記載の装置。 １６．前記処理装置が周囲の騒音を示す信号に応じて処理装置の伝達関数を変 える手段を備える請求項１５に記載の装置。 １７．加えられる駆動信号に応動し、反騒音を発生する音響発生器と、 反騒音場内に配設され、周囲音響と反騒音の和を示す残差信号を発生す る第１の音響センサと、 前記音響源から所定の距離に前記騒音場の外側に配置されて周囲騒音を を示す信号を発生する第２の音響センサと、 前記音響発生器への駆動信号を発生する騒音消去処理装置と、 を備え、前記第１の音響センサが前記処理装置と前記音響発生器と協働してフィ ードバックループを形成するように接続されており、 前記第２のセンサが前記処理装置と前記音響発生装置と協働してフィー ドフォワード騒音消去を行う用に接続されている 能動騒音消去装置。 １８．周囲の騒音の高周波成分を減衰させる手段を備える請求項１７に記載の 装置。 １９．加えられる駆動信号に応動し、反騒音を発生する音響発生器と、 反騒音場内に配設され、周囲音響と反騒音の和を示す残差信号を発生す る第１の音響センサと、 前記音響発生器への駆動信号を発生する騒音消去処理装置と、 装置の電力要求量の減ったことを示す所定の条件のしるしを発生し、前 記しるしに応じて装置の伝達関数を敏感に変える手段と を備える能動騒音消去装置。 ２０．前記電力要求量の減ったことを示す所定の条件のしるしを発生する手段 が周囲の騒音のレベルを検知する手段を備える請求項１９に記載の装置。 ２１．イヤピースをさらに備え、 音源と第１の音響センサがイヤピース内に配置され、 前記電力要求量の減ったことを示す所定の条件のしるしを発生する手段 がイヤピースに押しつける圧力を検知する手段を備える 請求項１９に記載の装置。 ２２．加えられる駆動信号に応動し、反騒音を発生する音響発生器と、 反騒音場内に配設され、周囲音響と反騒音の和を示す残差信号を発生す る第１の音響センサと、 前記音響発生器への駆動信号を発生する騒音消去処理装置と、 周囲の騒音のレベルのしるしを発生し前記しるしに応じて装置の伝達関 数を敏感に変える手段と を備える能動騒音消去装置。 ２３．能動騒音装置において電力を節約する方法において、前記方法が、 駆動信号に従って反騒音音場を発生する工程と、 反騒音と周囲騒音の反騒音場内での相互作用から生ずる残差騒音を検知 する工程と、 前記検知された残差騒音に従って駆動信号を発生する工程と、 周囲の騒音の振幅のしるしを検知する工程と、 前記しるしに従って装置の各部分に加えられる電力のレベルを選択的に 変える工程と を含む能動騒音消去装置において電力を節約する方法。 ２４．駆動信号に従って使用者の耳に近接した位置に中心を置いた反騒音場を 発生する工程と、 使用者の鼓膜における騒音消去条件を模擬するために反騒音場の中心か ら半径方向にずれた位置で反騒音と周囲の騒音の重ね合わせから生ずる残差騒音 を検知する工程と、 前記検知された残差騒音に従って駆動信号を発生する工程と を含む使用者によって知覚される騒音を消去する方法。 ２５．フィードバックループの形で協働する騒音消去回路、音響センサ及び音 響発生器を備え、前記フィードバックループが関連の伝達関数を有し、所定の範 囲の周波数内の周囲騒音の成分に関する前記伝達関数が装置の不安定が近づくと 変化する傾向を持っている能動騒音消去装置の安定性を増大する方法において、 該方法が、 駆動信号に従って反騒音場を発生する工程と、 反騒音と周囲騒音の反騒音場内での相互作用から生ずる残差騒音を検知 する工程と、 前記検知された残差騒音に従って駆動信号を発生する工程と、 前記所定の範囲の周波数内の周囲騒音の成分に関して装置の伝達関数の 変化を検知する工程と、 前記検知された変化に従って装置の伝達関数を変える工程と を含む能動騒音消去装置の安定性を増大する方法。 ２６．前記変化を検知する工程が、 前記騒音場の外側の位置における前記所定の範囲の周波数内の周囲騒音 の成分と前記騒音場内の位置における前記所定の範囲の周波数内の成分の振幅の 比を決める工程とを備え、 前記伝達関数を変える工程が前記二つの信号の比が所定のしきい値を超 えるのに応じて装置のゲインを下げる工程を含む請求項２５に記載の方法。 ２７．フィードバックループの形で協働する騒音消去回路、音響センサ及び音 響発生器を備え、前記フィードバックループが関連の伝達関数を有し、所定の範 囲の周波数内の周囲騒音の成分に関する前記伝達関数が装置の不安定が近づくと 変化する傾向を持っている能動騒音消去装置の安定性を増大する方法において、 該方法が、 駆動信号に従って反騒音場を発生する工程と、 反騒音と周囲騒音の反騒音場内での相互作用から生ずる残差騒音を検知 する工程と、 前記検知された残差騒音に従って駆動信号を発生する工程と、 反騒音場の外側の周囲騒音を検知する工程と、 周囲騒音のフィードフォワード消去を行うために周囲騒音の少なくとも 高周波成分をフィードフォワードする工程と を含む能動騒音消去装置の安定性を増大する方法。