TW201625025A - 數位信號用的電聲轉換器之接線構造及數位信號用的頭戴式耳機 - Google Patents

數位信號用的電聲轉換器之接線構造及數位信號用的頭戴式耳機 Download PDF

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築比地健三
本田洋二
荒井健二
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Abstract

本發明提供一種於電聲轉換裝置之接線構造，該電聲轉換裝置係不須將自1個音源裝置所輸出之數位信號轉換成類比信號即直接地予以使用而轉換成音波。其構成為，具有：振動板；以及音圈，係固定於前述振動板；其中振動板之一者係配置有複數個前述音圈，連結複數個前述音圈之各者的信號輸入線係具備有採用了將各音圈之正極輸入線與負極輸入線設成一對之絞線之接線構造。

Description

數位信號用的電聲轉換器之接線構造及數位信號用的頭戴式耳機
本發明係有關於電聲轉換器的接線構造及頭戴式耳機。
以往所採用之音頻揚聲器(audio speaker)或頭戴式耳機等的電聲轉換器係以令振動板因應輸入之類比信號之大小或頻率之方式驅動，從而輸出音波者。因此，以往之電聲轉換器，當來自音源裝置之輸入信號為數位信號之情形，必須將來自音源裝置之數位信號轉換成類比信號後才輸入至電聲轉換器。
近年來已研發出一種信號轉換裝置，其係不須將來自音源裝置之數位信號轉換成類比信號，保持在數位信號之狀態輸入至電聲轉換器，以使振動板因應數位信號之疏密之方式來驅動來輸出音波(例如，參照專利文獻1)。
(先前技術文獻) (專利文獻)
專利文獻1：日本特許第4883428號之說明書。
只要將專利文獻1所記載之信號轉換裝置組裝入左右之耳機，即可構成令自音源裝置起至電聲轉換器之驅動單元為止之信號全部為數位信號之頭戴式耳機。
在以往所公開的頭戴式耳機中公開了一種頭戴式耳機，其中，組裝入左右一對之耳機之電聲轉換器之一方係輸入有來自音源的信號，並且，另一方之電聲轉換器係透過配置在其與一方之電聲轉換器之間之信號線來輸入信號。用以連接電聲轉換器之間的信號線係稱為「纜線」。纜線主要係配置於頭箍(head band)之內部、或沿著頭箍而配置。
一般而言，數位信號即使在透過信號線而傳送之途中混入外來雜訊，在傳送目的地(接收對象)亦進行信號校正處理。因此，數位信號難以受到因外來雜訊所造成之不良影響。造成外來雜訊之原因係自外部到達至信號線之電磁波等。頭帶式耳機之纜線配線在頭箍之位置。因此，由於纜線係位於在使用者之頭頂部，故易接收來自外部之電磁波，而容易混入上述之外來雜訊。
當採用應用如專利文獻1所記載之信號轉換裝置的電聲轉換器來構成上述之頭戴式耳機時，透過纜線將來自一方之電聲轉換器傳送至另一方之電聲轉換器之信號係為數位信號。由於該情形的數位信號係屬於能夠直接 驅動振動板之形式的數位信號，故在輸入至傳送目的地之電聲轉換器之前段未進行信號校正處理。
於傳送目的地之未進行信號校正處理的數位信號，係在纜線中形成含有混入之外來雜訊。因此，由於係使用受到在信號之傳送途中所混入之外來雜訊所造成之影響的信號來驅動振動板，故造成輸出之音波受到外來雜訊的影響。如此一來，即使一般而言雜訊抗擾性較高之數位信號，當在傳送目的地未進行信號校正處理之情形，亦會有受到外部雜訊的影響而使音質降低的情形。
電聲轉換器之技術領域中，已知有「防止外來雜訊之混入」或「排除外來雜訊之影響」之技術課題。然而，以數位信號直接地驅動振動板之新穎之驅動形式之情形，並無法採用以往之方法來解決上述之課題。
這是因為，在新穎之驅動方式中進行「防止外來雜訊之混入」或「排除外來雜訊之影響」之情形，會變成在施加於振動板之瞬間前轉換成驅動用之數位信號。因此，信號轉換器係配置於靠近左右各者的振動板。
該情形之構成使構造複雜，且亦使製造成本增高。特別是，將新穎之驅動方式用於頭戴式耳機之情形，係能夠將信號轉換裝置配置在單側並沿著頭箍來傳送驅動用數位信號者為佳。
此外，當造成一方之電聲轉換器輸入未混入雜訊之數位信號，且另一方之電聲轉換器為混入雜訊之數位信號時，左右一對之電聲轉換器中，在左右之輸出音之 感度或音質產生差別。
此外，由於數位信號大多包含高頻成分，故亦會有自纜線對外部產生非常大之不必要輻射的可能性。
本發明之目的在於提供一種連接電聲轉換器之接線構造及電聲轉換器，其係能夠防止外來雜訊進入使用於左右一對之電聲轉換器之纜線，能夠輸出品質良好之音波者。
本發明之主要特徵在於具有：振動板；以及音圈，係固定於前述振動板；其中前述振動板之一者係配置有複數個前述音圈，連結複數個前述音圈之各者的信號輸入線係將各音圈之正極輸入線與負極輸入線設成一對之絞線。
根據本發明，可防止外來雜訊進入被使用在振動板之驅動屬於數位方式之左右一對之電聲轉換器之纜線，而能夠輸出品質優良之音波。
10‧‧‧彎曲臂
11‧‧‧纜線
12‧‧‧線插頭
13‧‧‧彈簧材
14‧‧‧電磁屏蔽體
20‧‧‧支持構件
21‧‧‧信號處理電路
22‧‧‧線插座
30‧‧‧頭戴式墊片
40‧‧‧殼體
41‧‧‧耳墊片
50‧‧‧音源裝置
51‧‧‧連接線
100‧‧‧頭戴式耳機
101‧‧‧頭戴式耳機單元
401‧‧‧驅動單元
404‧‧‧信號線
第1圖係顯示本發明之電聲轉換器之例的立體圖。
第2圖係將上述電聲轉換器之一部分放大的放大分解圖。
第3圖係將上述電聲轉換器之接線構造之例中的端部 附近予以放大的部分放大圖。
第4圖係顯示上述電聲轉換器之構造之例的功能方塊圖。
第5圖係將上述電聲轉換器之接線構造之其他例中的端部附近予以放大的部分放大圖。
以下，一面參照圖式一面針對本發明之接線構造及電聲轉換器之實施形態加以說明。
●電聲轉換器
首先，針對電聲轉換器之實施形態加以說明。如第1圖所示，頭戴式耳機100係於左右具有一對屬於組裝入有電聲轉換器之耳機的頭戴式耳機單元101。頭戴式耳機單元101係分別保持在連結於頭戴式墊片30之兩端的支持構件20。頭戴式耳機單元101係具有：與使用者之耳周邊接觸之耳墊片41、以及用以安裝耳墊片41之殼體40。耳墊片41之接觸面的外形係形成為大致長圓狀而能夠覆蓋使用者之耳的周圍。殼體40的外形亦與耳墊片41一致之方式形成為大致長圓狀。另外殼體40、耳墊片41的形狀未侷限為上述大致長圓狀。該二者的形狀亦可採用以往之大致圓形、或多角形。
殼體40內部係配置有用以將電信號轉換成音波之電聲轉換機構。電聲轉換機構係具有：施加有數位信號為輸入信號的音圈、及以因應施加於音圈之數位信號 而振動且輸出音波的振動板。電聲轉換機構還具有包含磁隙的磁路。音圈係位於磁路內。用以保持殼體40的支持構件20係安裝於殼體40之外側，而形成連結於頭戴式墊片之長邊方向。支持構件20係具朝長邊方向之前端呈錐狀漸縮之縱長形狀。
施加在音圈的數位信號係對自後述之音源裝置50所輸出之數位信號，經施以預定之調變處理(信號轉換處理)後的數位信號。即使自音源裝置50所輸出之數位信號為PCM信號，在電聲轉換機構中被施加於振動板之數位信號亦非為相同之信號形式。例如，為脈衝密度調變(PDM)信號。以下，令施加於振動板的數位信號為相同。
施加於音圈的數位信號係由自音源裝置50所輸出之數位信號所產生之複數個數位信號。該複數個數位信號之信號排列(數位信號之信號模式)係各自彼此相異之信號排列。1片振動板係固定有複數個音圈。施加於各音圈的數位信號係各自之信號排列為相異之數位信號。
亦即，1片振動板所具有之複數個音圈之中有：施加於某一個音圈之數位信號，而施加於另一個音圈之數位信號係具有由1個數位信號所形成之相異信號配列之各個的數位信號。
支持構件20係形成有內部空間，並用以收納後述之信號處理電路21(參照第4圖)。另外，信號處理電路21係僅收納於左右一對之殼體40之一方的支持構件20之內部空間。收納有信號處理電路21之支持構件20的 下端部係設有用以連接屬於來自音源之信號輸入線之第1信號線(連接線51)之介面。
用以保持左右之殼體40的左右之支持構件20係彼此透過頭戴式墊片30而連接。此外，左右之支持構件20係透過具有彈簧性之彎曲臂10而連接。彎曲臂10係使其兩端部安裝於支持構件20之前方側之上端部與後方側之上端部。藉由該彎曲臂10來賦予使用頭戴式耳機100時之側壓。此時，彎曲臂10亦一併具有發揮作為頭箍之功能。另外，在本實施形態中，於該彎曲臂10係收納有後述之第2信號線。此外，亦可構成為以使頭戴式墊片30具有彈簧性之方式取代彎曲臂10來賦予側壓。此時，頭戴式墊片30亦一併具有發揮作為頭箍之功能。
在此，針對頭戴式耳機100所具備之頭戴式耳機單元101之構造加以說明。如第4圖所示，頭戴式耳機單元101係具有：信號處理電路21、以及驅動單元401。驅動單元401係直接從由信號處理電路21所供給之數位信號轉換成音波並輸出聲音之電聲轉換機構。
驅動單元401係具有：含有磁隙之磁路、配置於磁隙內之音圈、以及當電性信號施加至音圈時，因應所施加之電性信號而振動之振動板。藉由該振動板的振動，使電性信號轉換成音波並輸出。如已於上述所說明，施加於驅動單元401的信號係例如藉由脈衝密度調變所形成之數位信號。通常的電聲轉換機構係將數位信號轉換成類比信號之後，將類比信號施加至音圈來輸出聲音。對此 點，本實施形態之電聲轉換機構係直接施加數位信號並輸出聲音。各驅動單元401係相對於1片振動板具有複數個音圈。
信號處理電路21係透過屬於第1信號線之連接線51而與屬於數位音源的音源裝置51連接。
配置有信號處理電路21之側的驅動單元401係透過信號線404來與信號處理電路21電性連接。未配置信號處理電路21之側的驅動單元401係透過屬於第2信號線之纜線11來與信號處理電路21電性連接。
驅動單元401所具備之音圈，例如為4個，且這些是安裝於1片振動板。各音圈係個別施加利用信號處理電路21所處理之數位信號。用以連接信號處理電路21與各音圈的信號線係每1個音圈需要兩條。1條為正極輸入線，而另一條為負極輸入線。該正極輸入線與負極輸入線為1對來構成相對於1個音圈之信號線404及纜線11。
●接線構造
接著，針對本發明之接線構造之實施形態加以說明。第2圖係顯示在一方之頭戴式耳機101中，取出支持構件20之外側之蓋體及殼體40之狀態之例的分解放大圖。如第2圖所示，支持構件20之內部收納有信號處理電路21。信號處理電路21係具有：信號轉換部、記憶信號轉換程式之記憶部、以及屬於在信號轉換部中經轉換處理之數位信號之輸出端子的線插座22。信號處理電路21係與支持構 件20之外形相同，具有朝下方向呈錐狀漸縮之形狀。另外，信號處理電路21之形狀並未侷限於此。
信號轉換部及信號轉換程式係用以對於自音源裝置50所輸入之數位信號執行預定之信號轉換處理，例如執行轉換成與脈衝密度調變等對應之信號的處理。藉由該信號轉換部及信號轉換程式進行信號轉換處理且所產生的數位信號係透過連接於線插座22之纜線11，來傳送到另一方之驅動單元401。被傳送的數位信號係對於驅動單元401所具有之複數個音圈的各者個別地施加。
纜線11係藉由使正極輸入線與負極輸入線為一對並扭合之絞線構造所構成。如業已說明者，由於驅動單元401係具備4個音圈，故必須有4條屬於絞線的纜線11。如第2圖中所示，纜線11係例如按每2對安裝在線插頭12，並使該線插頭12嵌入至線插座22而連接。纜線11之另一方的端部係連接於音圈之延伸配線。藉此，使另一方的驅動單元401與配置於一方之驅動單元401側之信號處理電路21連接。
第3圖係將第2圖中所示之區域A之部分放大的放大圖。
如第3圖所示，彎曲臂10係包覆彈簧材13所構成。纜線11係藉由構成彎曲臂10之彈簧材13之包覆來配設在彎曲臂10的內部。
1根彎曲臂10的內部係配設有2對的纜線11。這是由於彎曲臂10的粗細之故，若是採用直徑較粗之彎曲臂10， 就能夠將4對纜線11配設至1根彎曲臂10的內部。此外，亦可將纜線11配設於頭戴式墊片30的內部。
另外，彈簧13的端部係朝彎曲臂10之直徑方向彎折成L字狀。該L字狀的端部係與支持構件20之上端部嵌合，且使彎曲臂10安裝至支持構件20。
●接線構造之效果
自信號處理電路21傳送至驅動單元401的信號係供以直接驅動振動板之經施以數位調變處理之數位信號。由於通常的數位信號係轉換成類比信號後再施加至振動板，故即使在數位信號之傳送中混入雜訊，在往類比信號之轉換處理中亦進行錯誤校正處理，除去雜訊影響。然而，本實施形態之頭戴式耳機單元101係直接將數位信號施加至振動板。頭戴式耳機單元101係使構成數位信號之羅列的矩形波施加至振動板，從而使振動板振動。因此，即便在傳送途中的數位信號混入外來雜訊亦未進行信號校正處理，而保持混入有外來雜訊之數位信號的狀態下施加至振動板。因此，即便受外來雜訊的混入而使原本所傳送之信號模式產生差異，亦直接施加至振動板。如此一來，對根據來自音源裝置30之信號之音波的正常輸出產生障礙，造成使輸出之聲音品質降低。
如上述中所說明之纜線11，若採用使正極輸入線與負極輸入線為一對並扭合之絞線構造的接線構造，就能夠排除如上述之外來雜訊的影響。流通在正極輸入線 之數位信號與流通在負極輸入線之數位信號，由於符號相反，故藉由使正極輸入線與負極輸入線為一對而扭合，使線間結合性優良。藉此，能夠使對於外來雜訊的抗擾性提升，且能夠抑制對於特定之音圈之輸入數位信號之雜訊的影響。
此外，藉由使正極輸入線與負極輸入線為一對而扭合來提高線間結合性，從而能夠抑制來自流通大多包含諧波成分之數位信號之纜線11的不必要輻射。
如上述之方式，當具有能夠排除外來雜訊之影響之接線構造的電聲轉換器之情形，即使採用保持來自數位音源之信號之狀態下進行輸出之整體數位構成，亦不使音值或感度下降，即能夠進行僅數位音源之高音質的輸出。
●接線構造之電磁屏蔽構造
如第5圖所示，纜線11亦可構成為具備有將1對絞線整體地施以由電磁屏蔽體14所形成之包覆之電磁屏蔽構造。此外，亦可將安裝至1個線插座22之2對或4對之絞線整體地施以由電磁屏蔽體14所形成之包覆，來構成電磁屏蔽構造。此外，亦可使用彎曲臂10作為電磁屏蔽構造。無論採用何種電磁屏蔽構造之情形，只要使其一部分連接於基準電壓(GND電壓)即可。另外，用於基準電壓之連接點係設置於具有信號處理電路21之側為佳。
電磁屏蔽體14係使用具有遮蔽電磁波之特 性的網狀構件。此外，電磁屏蔽體14亦可採用導電性管體。
如上述，藉由對纜線11之包覆等施以電磁屏蔽構造，從而能能使對於外來雜訊之抗擾性提升。此外，如前述之電磁屏蔽構造亦具有抑制不必要之電磁波之往外部的放射之效果。採用以上說明之電磁屏蔽構造之纜線，來構成左右一對之電聲轉換器之情形，防止外來雜訊對於纜線之進入，能夠輸出品質優良之音波。
10‧‧‧彎曲臂
11‧‧‧纜線
12‧‧‧線插頭
21‧‧‧信號處理電路
22‧‧‧線插座

Claims (9)

  1. 一種數位信號用的電聲轉換器之接線構造，係具有：振動板；以及音圈，係固定於前述振動板；其中於前述振動板之一者係配置有複數個前述音圈，連結於複數個前述音圈之各者的信號輸入線係將各音圈之正極輸入線與負極輸入線設成一對之絞線。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之數位信號用的電聲轉換器之接線構造，其中前述信號輸入線係具有由整體地包覆一對之前述正極輸入線與前述負極輸入線之網狀構件所構成之電磁屏蔽構造。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之數位信號用的電聲轉換器之接線構造，其中前述信號輸入線係具有由整體地包覆一對之前述正極輸入線與前述負極輸入線之導電性管體所構成之電磁屏蔽構造。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之數位信號用的電聲轉換器之接線構造，其中前述信號輸入線係具有由個別地包覆前述正極輸入線及前述負極輸入線之網狀構件所構成之電磁屏蔽構造。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之數位信號用的電聲轉換器之接線構造，其中 前述信號輸入線係具有由個別地包覆前述正極輸入線及前述負極輸入線之導電性管體所構成之電磁屏蔽構造。
  6. 如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述之數位信號用的電聲轉換器之接線構造，其中對於前述音圈之各者的輸入信號係由1個音源信號所形成且信號配列彼此相異之複數個數位信號。
  7. 一種數位信號用的頭戴式耳機，係具有：左右一對之耳機，於殼體內具備電聲轉換器，該電聲轉換器係具有振動板、及固定於前述振動板之音圈；以及頭箍，朝長邊方向彎曲，且於兩端部具有前述耳機；其中前述振動板之一者係配置有複數個前述音圈，連結於複數個前述音圈之各者的信號輸入線係將各音圈之正極輸入線與負極輸入線設成一對之絞線。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之數位信號用的頭戴式耳機，其中前述信號輸入線係具有整體地包覆一對之前述正極輸入線與前述負極輸入線之電磁屏蔽構造。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之數位信號用的頭戴式耳機，其中前述信號輸入線係具有個別地包覆前述正極輸入線及前述負極輸入線之電磁屏蔽構造。
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