WO2021199742A1 - 音響再生装置、信号処理装置、信号処理方法 - Google Patents

音響再生装置、信号処理装置、信号処理方法 Download PDF

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速光 飛世
峻 勝山
マヘンドラ コーダヴァティ
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Definitions

  • the present disclosure relates to an audio reproduction device, a signal processing device, and a signal processing method. In particular, it relates to the generation of a noise canceling signal.
  • noise in the external environment is reduced in headphones and earphones used for portable audio players and the like, and external noise is reduced for listeners.
  • a noise canceling system that provides a good reproduction sound field space is known.
  • An example of this type of noise canceling system is an active noise reduction system that performs active noise reduction, and basically has the following configuration. That is, external noise (noise) is collected by a microphone as an acoustic-electric conversion means, and a noise canceling signal having an acoustically opposite phase to the noise is generated from the acoustic signal of the collected noise. This noise canceling signal is combined with an acoustic signal that is originally intended for listening, such as music, and acoustically reproduced by a speaker. As a result, the external noise is acoustically canceled to reduce the noise.
  • external noise noise
  • the noise canceling performance can be improved by collecting sound using a plurality of microphones and generating a noise canceling signal by appropriate filter processing.
  • the sound reproduction device of the present disclosure has a first microphone used for noise canceling processing by a feedback method and a second microphone having a sound collecting surface in a direction different from that of the first microphone and used for noise canceling processing by a feedback method.
  • Sound signal processing unit that generates a noise canceling signal using the microphone, the first sound collecting signal collected by the first microphone, and the second sound collecting signal collected by the second microphone. And, it is equipped with.
  • a configuration provided with a plurality of microphones for use in noise canceling processing by a feedback method it is easy to make a state in which sound is collected in a plurality of acoustic spaces in an acoustic reproduction device.
  • the sound collecting surface of the first microphone is located closer to the driver unit that outputs sound based on the noise canceling signal than the sound collecting surface of the second microphone. May be good. This makes it difficult for the transfer function of the space from the driver unit to the sound collecting surface of the first microphone to change.
  • the sound collecting surface of the first microphone may be positioned so as to face the sound emitting direction of the driver unit that outputs sound based on the noise canceling signal. This makes it difficult for the transfer function of the space from the driver unit to the sound collecting surface of the first microphone to change.
  • the above-mentioned sound reproduction device includes a housing in which a driver unit that outputs sound based on the noise canceling signal is arranged and has a sound emitting port from which the output sound from the driver unit is emitted.
  • the microphone and the second microphone may be arranged in the housing, and the second microphone may be located closer to the sound outlet than the first microphone. As a result, the second microphone can collect sound at a position closer to the eardrum of the ear than the first microphone.
  • the sound collecting surface of the second microphone may be positioned so as not to face the sound emitting direction of the driver unit that outputs sound based on the noise canceling signal. This makes it easier for the second microphone to collect noise.
  • At least one acoustic space is located in the housing in the sound emitting direction of the driver unit, and the first microphone and the second microphone are located in the one acoustic space. You may. As a result, the noise component in the acoustic space in which the microphone is arranged can be collected with high accuracy.
  • the first microphone is positioned so that the sound collecting surface faces the sound emitting direction of the driver unit, and the sound collecting surface of the second microphone is the sound emitting direction of the driver unit. It may be positioned in the same direction as. As a result, the transfer function of the space from the driver unit to the sound collecting surface of the first microphone is unlikely to change. In addition, the second microphone makes it easier to collect noise at a position closer to the eardrum.
  • the first microphone and the second microphone may be arranged in different acoustic spaces. As a result, the noise collected by the first microphone and the second microphone is different.
  • a plurality of acoustic spaces may be provided in the housing, and the first microphone and the second microphone may be located in different spaces in the plurality of acoustic spaces.
  • the noise collected by the first microphone and the second microphone is made different.
  • an acoustic resistance member may be arranged that separates the first acoustic space in which the first microphone is located and the second acoustic space in which the second microphone is located.
  • the above-mentioned sound reproduction device includes a housing in which a driver unit that outputs sound based on the noise canceling signal is arranged and has a sound emitting port from which the output sound from the driver unit is emitted.
  • the acoustic space is a space surrounded by the driver unit, the acoustic resistance member, and the housing
  • the second acoustic space is a space surrounded by the acoustic resistance member, the housing, and the sound outlet. It may have been done.
  • the first acoustic space is a stable space in which the transfer function of the space does not easily change.
  • the second acoustic space is a space in which noise at a position closer to the eardrum can be easily collected.
  • the first microphone is located on the front side in the sound emitting direction of the driver unit that outputs sound based on the noise canceling signal
  • the second microphone is of the driver unit. It may be located on the rear side.
  • the second microphone located behind the driver unit can collect sounds having opposite phases of the acoustic output.
  • the transfer function of the space from the driver unit to the sound collecting surface of the second microphone is less likely to change depending on the state in which the listener is attached.
  • the first feedback filter that generates the first noise canceling signal based on the high frequency component of the first sound collecting signal and the second feedback filter based on the low frequency component of the second sound collecting signal.
  • a second feedback filter for generating two noise canceling signals is provided, and the acoustic signal processing unit generates the noise canceling signal based on the first noise canceling signal and the second noise canceling signal. You may go. Since the first microphone is located closer to the driver unit than the second microphone, the filter coefficient set in the first FB filter is less likely to be more inappropriate than the filter coefficient set in the second FB filter. .. As a result, the noise canceling signal based on the first sound collecting signal can be made less likely to cause howling than the noise canceling signal based on the second sound collecting signal.
  • the high-frequency component of the first sound collection signal is extracted by a high-pass filter, a high-shelving filter, or a high-peak EQ filter
  • the second collection is performed by a low-pass filter, a low-shelving filter, or a low-peak EQ filter.
  • the low-pass component of the sound signal may be extracted.
  • the above-mentioned sound reproduction device includes a third microphone used for noise canceling processing by a feed-forward method, and the sound signal processing unit includes the first sound collecting signal, the second sound collecting signal, and the third sound collecting signal.
  • the noise canceling signal may be generated by using the third sound collecting signal collected by the microphone. For example, it is conceivable to provide a third microphone so as to collect the sound outside the sound reproduction device.
  • the signal processing device of the present disclosure has a first sound collecting signal collected by a first microphone used for noise canceling processing by a feedback method and a sound collecting surface in a direction different from that of the first microphone, and provides feedback. It is provided with an acoustic signal processing unit that generates a noise canceling signal by using a second sound collecting signal collected by a second microphone used for noise canceling processing by the method.
  • the signal processing method of the present disclosure has a first sound collecting signal collected by a first microphone used for noise canceling processing by a feedback method and a sound collecting surface in a direction different from that of the first microphone, and provides feedback.
  • a noise canceling signal is generated by using a second sound collecting signal collected by a second microphone used for noise canceling processing by the method.
  • the sound reproduction device in the description of the embodiment and the claims refers to a device that the listener wears on the ear to listen to the sound.
  • headset type headphones
  • earphones It shall also include a type called "" that is worn on the auricle or the ear canal.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of an acoustic reproduction device to which a feedback type noise canceling system is applied from the viewpoint of a transfer function. Note that FIG. 1 shows only the configuration of the listener (listener) of the sound reproduction device on the one-ear side. The configuration of the sound reproduction device for each of the left and right ears is the same as that shown in FIG.
  • the acoustic reproduction device is provided with a driver unit as an electric-acoustic conversion means for reproducing an acoustic signal which is an electric signal.
  • the sound source signal Sm which is a signal such as music that the listener wants to play, is supplied to the power amplifier as an output acoustic signal through the equalizer and the adder.
  • the acoustic signal through the power amplifier is supplied to the driver unit, the acoustic is reproduced, and the reproduced sound is emitted to the listener's ear.
  • an equalizer In the signal transmission path between the input terminal where the sound source signal Sm is input and the driver units for the left and right ears, there are an equalizer, an adder, a power amplifier, a microphone, a microphone amplifier, and an FB (Feedback) for noise cancellation.
  • a filter is provided.
  • the noise is collected at the acoustic synthesis position (noise canceling point Pc) at which the noise and the acoustic reproduction sound of the acoustic signal are combined, which is the acoustic listening position of the listener. Therefore, the microphone for collecting noise is provided at a position where noise at the noise canceling point Pc, which is inside the housing of the sound reproduction device, can be collected. Since the sound at the position of this microphone serves as a control point, in consideration of the noise attenuation effect, the noise canceling point Pc is usually set to a position close to the ear, that is, the front surface of the diaphragm of the driver unit, and the microphone is provided at this position. ..
  • the opposite phase component of the noise collected by the microphone is generated as a noise canceling signal by the FB filter, and the generated noise canceling signal is supplied to the driver unit to reproduce the sound from the outside. It reduces the noise that has entered the housing of the playback device.
  • the analog acoustic signal collected by the microphone is converted into a digital acoustic signal by the ADC (Analog-to-digital Converter) through the microphone amplifier. Then, the digital acoustic signal is input to a digital filter (FB filter) for generating a feedback type noise canceling signal.
  • ADC Analog-to-digital Converter
  • the digital filter generates a noise canceling signal with characteristics according to the filter coefficient as a parameter set in the input digital acoustic signal.
  • the generated noise canceling signal is supplied to the adder.
  • the sound source signal Sm that the listener wants to hear is supplied to the adder through the equalizer.
  • the equalizer corrects the sound quality of the input acoustic signal.
  • the output of this equalizer and the noise canceling signal from the FB filter are combined by an adder and supplied to the driver unit through a power amplifier as an output acoustic signal for acoustic reproduction.
  • a DAC Digital-to-Analog Converter
  • the reproduced sound includes an acoustic reproduction component based on the noise canceling signal generated by the FB filter.
  • the noise is reduced (cancelled) at the noise canceling point Pc by acoustically synthesizing the acoustic reproduction component and the noise due to the noise canceling signal.
  • FIG. 1 shows the transfer function of each part. Specifically, “A” indicates the transfer function of the power amplifier, “D” indicates the transfer function of the driver unit, “M” indicates the transfer function corresponding to the microphone and the portion of the microphone amplifier, and “- ⁇ ”. Shows the transfer function of the filter designed for feedback. Further, “H” indicates the transfer function of the space from the driver unit to the microphone, and “E” indicates the transfer function of the equalizer applied to the sound source signal Sm for listening. It is assumed that each of the above transfer functions is expressed in a complex number.
  • N shown in FIG. 1 is noise that has invaded the vicinity of the microphone position in the housing of the sound reproduction device from an external noise source
  • P is the sound pressure that reaches the listener's ear.
  • the cause of the external noise being transmitted to the inside of the housing of the sound reproduction device is, for example, when the sound pressure leaks from the gap of the ear pad or as a result of the sound reproduction device vibrating due to the sound pressure. It is conceivable that the sound is transmitted to the inside of the housing.
  • the transfer function block of FIG. 1 can be expressed by the following (Equation 1).
  • FIG. 2 shows an example of the sound reproduction device 1 as an earphone.
  • the sound reproduction device 1 includes a housing 3 in which the internal space 2 is formed, and a driver unit 4 arranged in the internal space 2.
  • the driver unit 4 is provided with a diaphragm 4a to enable acoustic output.
  • the sound emitting direction of the driver unit 4 will be described as "forward".
  • the housing 3 is formed of a box-shaped portion 5 having a cylindrical shape whose front-rear direction is axial and a box-shaped portion opened forward, and a tubular portion extending forward from the front opening of the box-shaped portion 5. It consists of a sound conduit 6.
  • the internal space 2 of the housing 3 is a space surrounded by a box-shaped portion 5, an arrangement space 7 in which each part such as a driver unit 4 is arranged, and a sound conduction space 8 surrounded by a sound conduit 6. Consists of.
  • the opening in front of the sound conduit 6 is formed as a sound outlet 9 for outputting the acoustic output from the driver unit 4 to the outside of the housing 3.
  • the driver unit 4 is arranged, for example, in a substantially central portion in the front-rear direction in the arrangement space 7.
  • the arrangement space 7 is separated by the driver unit 4 into a front space 7a, which is a space in front of the driver unit 4, and a rear space 7b, which is a space behind the driver unit 4.
  • a board or a battery for driving the driver unit 4 may be housed.
  • an earpiece 10 that can be attached and detached from the front is attached to the outer peripheral surface of the sound outlet 9 in the housing 3.
  • the earpiece 10 is formed of an elastically deformable member such as silicon, rubber, or urethane.
  • the sound reproduction device 1 has a plurality of microphones arranged in the internal space 2.
  • FIG. 2 shows an example in which the sound reproduction device 1 includes two microphones.
  • the sound reproduction device 1 includes a first microphone 11 and a second microphone 12 used for noise canceling processing by a feedback method.
  • the first microphone 11 is arranged in the front space 7a so that the sound collecting surface 11a is substantially opposed to the diaphragm 4a of the driver unit 4.
  • the second microphone 12 is arranged in the sound guiding space 8 so that the sound collecting surface 12a faces a different direction from the sound collecting surface 11a of the first microphone 11. Specifically, the second microphone 12 is attached so that the sound collecting surface 12a faces the central axis of the sound conduit 6. In other words, the second microphone 12 is arranged so as not to face the diaphragm 4a of the driver unit 4.
  • the first microphone 11 is arranged at a position closer to the driver unit 4 than the second microphone 12. Further, the second microphone 12 is arranged at a position closer to the sound outlet than the first microphone 11.
  • the first microphone 11 and the second microphone 12 By arranging the first microphone 11 and the second microphone 12 in different acoustic spaces, it is possible to collect sound in the front space 7a and the sound guiding space 8, which are different acoustic spaces. That is, the first sound collecting signal S1 of the first microphone 11 is a signal containing noise in the front space 7a. Further, the second sound collecting signal S2 of the second microphone 12 is a signal containing noise in the sound conduction space 8.
  • the second microphone 12 can collect sound at a position closer to the eardrum of the ear than the first microphone 11.
  • the generated noise canceling signal is generated as an output signal from the driver unit 4 by being added to the sound source signal Sm, for example.
  • FIG. 3 is a block diagram of the internal configuration of the sound reproduction device 1.
  • FIG. 3 and each of the following figures only one of the left and right channels for the stereo acoustic signal is shown for the sake of simplification of the description.
  • Each component may be shared by the left and right channels.
  • a sound source signal Sm as a digital signal is input to the sound reproduction device 1 from a music / audio source device such as an audio player (not shown) provided externally.
  • the sound source signal Sm is, for example, a digital signal such as music that the listener wants to hear.
  • the sound reproduction device 1 includes a first amplifier 21A, a first ADC 22A, and a first DSP (Digital Signal Processor) 23A as parts for processing the first sound collection signal S1 of the first microphone 11. There is.
  • the sound reproduction device 1 includes a second amplifier 21B, a second ADC 22B, and a second DSP 23B as parts for processing the sound collection signal S2 of the second microphone 12.
  • the sound reproduction device 1 includes adders 24 and 25, an equalizer circuit 26, a DAC 27, and a power amplifier 28.
  • the first sound collecting signal S1 is a sound collecting sound including noise in the front space 7a of the diaphragm 4a of the driver unit 4.
  • the first sound collecting signal S1 is amplified by the first amplifier 21A, converted into a digital signal by the first ADC 22A, and input to the first DSP 23A.
  • the first DSP23A is provided with a digital filter for generating a feedback type noise canceling signal.
  • FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of the first DSP 23A.
  • the first DSP 23A includes an HPF (High Pass Filter) 31 and a first FB filter 32.
  • the HPF31 is a digital filter that removes low frequency components from the input digital signal from the first ADC 22A.
  • the first FB filter 32 is a digital filter for generating a feedback type digital noise canceling signal. That is, the first FB filter 32 generates the first noise canceling signal Snc1 based on the high frequency component in the first sound collecting signal S1.
  • the signal generated by the first DSP 23A is input to the adder 24.
  • the second sound collecting signal S2 is a sound collecting sound including noise in the sound guiding space 8 which is the internal space of the sound conduit 6.
  • the second sound collecting signal S2 is amplified by the second amplifier 21B, converted into a digital signal by the second ADC 22B, and input to the second DSP 23B.
  • the second DSP23B is provided with a digital filter for generating a feedback type noise canceling signal.
  • FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of the second DSP 23B.
  • the second DSP 23B includes an LPF (Low Pass Filter) 33 and a second FB filter 34.
  • LPF Low Pass Filter
  • the LPF33 is a digital filter that removes high frequency components from the input digital signal from the second ADC 22B.
  • the second FB filter 34 is a digital filter for generating a feedback type digital noise canceling signal. That is, the second FB filter 34 generates the second noise canceling signal Snc2 based on the low frequency component in the second sound collecting signal S2.
  • the signal generated by the second DSP 23B is input to the adder 24.
  • the adder 24 is generated based on the first noise canceling signal Snc1 generated based on the first sound collecting signal S1 of the first microphone 11 and the second sound collecting signal S2 of the second microphone 12.
  • the second noise canceling signal Snc2 is added and combined, and the combined noise canceling signal Snc is output to the adder 25.
  • a digital signal based on the sound source signal Sm is also input to the adder 25.
  • the sound source signal Sm is input to the equalizer circuit 26.
  • the equalizer circuit 26 performs an equalizing process for sound quality correction processing and sound quality effect processing on the input sound source signal Sm, and outputs the obtained digital signal to the adder 25.
  • the equalizer circuit 26 may be configured in the DSP, for example.
  • the adder 25 adds and synthesizes the combined noise canceling signal Snc and the signal from the equalizer circuit 26, and outputs the output acoustic signal to the DAC 27.
  • the output signal from the adder 25 is converted into an analog signal by the DAC 27, then amplified by the power amplifier 28 and supplied to the driver unit 4.
  • the driver unit 4 executes acoustic output processing based on the input output acoustic signal. As a result, the reproduced sound with reduced noise is heard by the listener at a predetermined noise canceling point.
  • the first microphone 11 is arranged so that the sound collecting surface 11a faces the diaphragm 4a of the driver unit 4.
  • the transfer function of the space from the driver unit 4 to the first microphone 11 is less likely to change.
  • the spatial transfer function does not change, it is possible to generate a noise canceling signal having sufficient noise canceling performance with the filter coefficient set in the set first FB filter 32. That is, the first noise canceling signal Snc1 generated by using the first sound collecting signal S1 can sufficiently exhibit the noise canceling performance.
  • the second microphone 12 is provided in the sound conduction space 8, and the transfer function of the space from the driver unit 4 to the second microphone 12 can change.
  • the filter coefficient set in the second FB filter 34 may not be appropriate, in which case howling may occur.
  • the occurrence of howling is generally caused by a high frequency component of 1 kHz or higher. Therefore, for the high frequency component, the first noise canceling signal Snc1 generated by using the first microphone 11 whose spatial transfer function is hard to change is used. Thereby, the occurrence of howling due to the high frequency component can be suppressed.
  • the second noise canceling signal Snc2 generated by using the second microphone 12 capable of collecting sound closer to the eardrum of the listener is used. This makes it possible to bring the cancellation point closer to the eardrum.
  • the first noise canceling signal Snc1 is generated based on the high frequency component of the first sound collecting signal S1 extracted by the HPF31 having a cutoff frequency of 200 Hz.
  • the second noise canceling signal Snc2 is generated based on the low frequency component of the second sound collecting signal S2 extracted by the LPF33 having a cutoff frequency of 200 Hz.
  • the first noise canceling signal Snc1 based on the high frequency component of the first sound collecting signal S1 and the second noise canceling signal Snc2 based on the low frequency component of the second sound collecting signal S2 are combined. Since the synthetic noise canceling signal Snc is generated by the above, it is possible to improve the noise canceling performance at the tympanic membrane position while suppressing the occurrence of howling.
  • FIG. 3 shows an example in which the first DSP 23A and the second DSP 23B are provided, but even if a digital filter for the first sound collecting signal S1 and a digital filter for the second sound collecting signal S2 are formed in one DSP. good. In that case, the equalizer circuit 26 may be formed in the same DSP.
  • FIG. 3 shows an example in which the sound source signal Sm is a digital signal, it may be an analog signal. In that case, the sound source signal Sm is converted into a digital signal using the ADC and input to the equalizer circuit 26.
  • the HPF 31 included in the first DSP 23A can be replaced by a high shelving filter or a high peak EQ (equalizer) filter (see FIG. 19).
  • the LPF 33 included in the second DSP 23B can be replaced by a low shelving filter or a low peak EQ filter (see FIG. 19).
  • the internal configuration of the sound reproduction device 1 may be other than the configurations shown in FIGS. 3, 4, and 5.
  • at least one of the first FB filter 32 and the second FB filter 34 may be a filter for an analog signal. In that case, the first ADC 22A and the second ADC 22B become unnecessary.
  • a CPU Central Processing Unit
  • a hard-wired circuit that performs hard-wired signal processing, or the like may be used.
  • first microphone 11 and the second microphone 12 may be digital microphones. In that case, the first ADC 22A and the second ADC 22B become unnecessary.
  • the HPF 31 shown in FIG. 4 may be provided in the rear stage of the first FB filter 32 instead of the front stage. Further, the HPF 31 may be provided inside the first FB filter 32. Similarly, the LPF 33 shown in FIG. 5 may be provided after the second FB filter 34, or may be provided inside the second FB filter 34. The same applies to each subsequent part.
  • the sound reproduction device 1A includes a housing 3 in which the internal space 2 is formed, and a driver unit 4 arranged in the internal space 2.
  • the driver unit 4 is provided with a diaphragm 4a to enable acoustic output.
  • the housing 3 includes a base portion 42 in which an arrangement recess 41 to which the driver unit 4 is attached is formed, and an ear pad 43 attached to a peripheral edge portion in front of the arrangement recess 41.
  • the inner peripheral edge in front of the ear pad 43 is formed as a sound outlet 9.
  • the internal space 2 is a front space 7a which is a space surrounded by the ear pad 43, the front surface of the driver unit 4, and a sound emitting port 9, and a rear space which is a space surrounded by the base portion 42 and the rear surface of the driver unit 4. It consists of 7b.
  • the sound reproduction device 1A includes a first microphone 11 and a second microphone 12 used for noise canceling processing by a feedback method.
  • a protective member 44 formed in a mesh shape to protect the diaphragm 4a is attached.
  • the protective member 44 is provided with a first mounting portion 44a to which the first microphone 11 is mounted and a second mounting portion 44b to which the second microphone 12 is mounted at substantially the center.
  • the second microphone 12 is arranged so that the sound collecting surface 12a faces a direction different from the sound collecting surface 11a of the first microphone 11.
  • the first mounting portion 44a is a recess opened rearward (in the direction of the diaphragm) and sideways, and the first microphone 11 is mounted so that the sound collecting surface 11a is substantially opposed to the diaphragm 4a.
  • the second mounting portion 44b is a recess opened to the front and side, and the second microphone 12 is mounted so that the sound collecting surface 12a is in the same direction as the sound emitting direction of the driver unit 4.
  • Both the first microphone 11 and the second microphone 12 are arranged in the front space 7a. That is, the first microphone 11 and the second microphone 12 are arranged in the same acoustic space. The first microphone 11 and the second microphone 12 are arranged in the same acoustic space, and the direction of the sound collecting surface 11a of the first microphone 11 and the direction of the sound collecting surface 12a of the second microphone 12 are different. This makes it possible to collect noise components in the acoustic space in which the microphone is arranged with high accuracy. Therefore, the noise canceling performance can be improved.
  • the sound reproduction device 1A as a headphone has the configuration shown in FIGS. 3 and 6, the low of the first noise canceling signal Snc1 and the second sound collecting signal S2 based on the high frequency component of the first sound collecting signal S1. Since the second noise canceling signal Snc2 based on the region component is synthesized to generate the synthetic noise canceling signal Snc, it is possible to improve the noise canceling performance at the tympanic membrane position while suppressing the occurrence of howling.
  • the acoustic reproduction device 1B as an earphone in the second embodiment includes an acoustic resistance member 51 for dividing the internal space 2 into a plurality of acoustic spaces.
  • a specific configuration will be described with reference to FIG.
  • the same configurations as those of the sound reproduction device 1 in the first embodiment shown in FIG. 2 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted as appropriate.
  • the sound reproduction device 1B includes a housing 3 in which an internal space 2 is formed, a driver unit 4 arranged in the internal space 2, a first microphone 11, and a second microphone 12.
  • the internal space 2 is composed of an arrangement space 7 in which each part is arranged and a sound conduction space 8 surrounded by a sound conduit 6.
  • the arrangement space 7 is composed of a front space 7a, which is a space in front of the driver unit 4, and a rear space 7b, which is a space behind the driver unit 4.
  • the opening in front of the sound conduit 6 is formed as a sound outlet 9 for outputting the acoustic output from the driver unit 4 to the outside of the housing 3.
  • the sound reproduction device 1B includes an acoustic resistance member 51 that separates both spaces between the front space 7a and the sound conduction space 8. That is, the front space 7a is an acoustically stable space by being surrounded by the box-shaped portion 5 of the housing 3, the driver unit 4, and the acoustic resistance member 51. Therefore, the transfer function of the space from the driver unit 4 to the first microphone 11 is less likely to change.
  • the sound conduction space 8 is a space surrounded by the sound conduit 6 of the housing 3, the acoustic resistance member 51, and the sound outlet 9. It should be noted that the division into two acoustic spaces has the same effect as (or similar to) not only the case where the acoustic resistance member 51 completely divides into two spaces but also the case where the acoustic resistance member 51 completely divides into two spaces. Effect) should be obtained. For example, even in the case where it can be considered that the acoustic resistance member 51 is acoustically divided into two spaces by arranging the acoustic resistance member 51 in a part between the two acoustic spaces as shown in FIGS. 17 and 18 described later. A similar effect can be obtained.
  • the block diagram of the internal configuration of the sound reproduction device 1B has the same configuration as that of FIG.
  • the sound reproduction device 1B Since the sound reproduction device 1B has the configuration shown in FIGS. 3 and 7, it is generated based on the high frequency component of the first sound collection signal S1 which is a signal collected in the front space 7a which is a stable space.
  • the first noise canceling signal Snc1 is capable of improving the noise canceling performance while further suppressing the occurrence of howling.
  • the second noise canceling signal Snc2 is a signal capable of bringing the cancel point closer to the eardrum.
  • the first noise canceling signal Snc1 based on the high frequency component of the first sound collecting signal S1 and the second noise canceling signal Snc2 based on the low frequency component of the second sound collecting signal S2 are combined to form a combined noise canceling signal.
  • Snc it is possible to further improve the noise canceling performance at the tympanic membrane position while suppressing the occurrence of howling.
  • FIG. 8 shows a configuration example of the sound reproduction device 1C as headphones.
  • the same configurations as those of the sound reproduction device 1 shown in FIG. 2, the sound reproduction device 1A shown in FIG. 6, and the sound reproduction device 1B shown in FIG. 7 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted as appropriate.
  • the sound reproduction device 1C includes a housing 3 in which the internal space 2 is formed, a driver unit 4 arranged in the internal space 2, and a first microphone 11 and a second microphone 12 used for noise canceling processing by a feedback method. , Is equipped.
  • the driver unit 4 is provided with a diaphragm 4a to enable acoustic output.
  • the housing 3 includes a base portion 42 in which an arrangement recess 41 to which the driver unit 4 is attached is formed, and an ear pad 43 attached to a peripheral edge portion in front of the arrangement recess 41.
  • the inner peripheral edge in front of the ear pad 43 is formed as a sound outlet 9.
  • a protective member 44 formed in a mesh shape to protect the diaphragm 4a is attached.
  • the internal space 2 is a front space 7a which is a space surrounded by the ear pad 43, the front surface of the driver unit 4, and a sound emitting port 9, and a rear space which is a space surrounded by the base portion 42 and the rear surface of the driver unit 4. It consists of 7b.
  • the acoustic reproduction device 1C is provided with an acoustic resistance member 51 that further divides the front space 7a into two acoustic spaces. Specifically, the front space 7a is separated by the acoustic resistance member 51 into an inner space 52, which is a space on the driver unit 4 side, and an outer space 53, which is a space on the sound emitting port 9 side.
  • the inner space 52 and the outer space 53 can also be regarded as the front space 7a and the sound conduction space 8 in the sound reproduction device 1 as earphones.
  • the acoustic resistance member 51 is attached to, for example, the protective member 44.
  • the first microphone 11 is attached to the rear surface of the protective member 44 so that the sound collecting surface 11a is substantially opposed to the diaphragm 4a.
  • the second microphone 12 is attached to the front surface of the acoustic resistance member 51 so that the sound collecting surface 12a faces the sound emitting port 9.
  • the first microphone 11 and the second microphone 12 included in the sound reproduction device 1C are arranged in different acoustic spaces separated by the sound resistance member 51.
  • the block diagram of the internal configuration of the sound reproduction device 1C has the same configuration as that of FIG. That is, in the sound reproduction device 1C, the first noise canceling signal Snc1 is generated based on the high frequency component of the first sound collecting signal S1 of the first microphone 11.
  • the noise canceling performance at the eardrum position can be improved by generating the synthetic noise canceling signal Snc using the low frequency component of the second sound collecting signal S2.
  • the sound reproduction device 1D as an earphone in the third embodiment includes an acoustic resistance member 51 that divides the internal space 2 into a plurality of acoustic spaces, and arranges the second microphone 12 behind the driver unit 4. Is.
  • the sound reproduction device 1D includes a housing 3 in which an internal space 2 is formed, a driver unit 4 arranged in the internal space 2, a first microphone 11, and a second microphone 12.
  • the internal space 2 is composed of an arrangement space 7 in which each part is arranged and a sound conduction space 8 surrounded by a sound conduit 6.
  • the arrangement space 7 is composed of a front space 7a, which is a space in front of the driver unit 4, and a rear space 7b, which is a space behind the driver unit 4.
  • the sound reproduction device 1D includes an acoustic resistance member 51 that separates both spaces between the front space 7a and the sound conduction space 8. That is, the front space 7a is an acoustically stable space by being surrounded by the box-shaped portion 5 of the housing 3, the driver unit 4, and the acoustic resistance member 51.
  • the first microphone 11 is arranged so that the sound collecting surface 11a faces the diaphragm 4a substantially in the front space 7a.
  • the second microphone 12 is arranged so that the sound collecting surface 12a does not face the diaphragm 4a in the rear space 7b.
  • the block diagram of the internal configuration of the sound reproduction device 1D has the same configuration as that of FIG.
  • the sound pressure opposite to the sound pressure emitted forward from the diaphragm 4a and the noise invading through the housing 3 can be collected. Further, the signal collected by the second microphone 12 can be less affected by the change in the transfer function of the space from the driver unit to the microphone.
  • the noise canceling performance can be improved by generating the synthetic noise canceling signal Snc by using the second sound collecting signal S2 by the second microphone 12.
  • the first microphone 11 is arranged in the front space 7a and the second microphone 12 is arranged in the rear space 7b, but the first microphone 11 is arranged in the rear space 7b.
  • the second microphone 12 may be arranged in the sound conduction space 8.
  • the sound reproduction device 1E as a headphone in the third embodiment will be described with reference to FIG.
  • the same components as those of the various sound reproduction devices described above, such as the sound reproduction device 1 shown in FIG. 2 and the sound reproduction device 1A shown in FIG. 6, are designated by the same reference numerals and description thereof will be omitted as appropriate.
  • the sound reproduction device 1E includes a housing 3 in which the internal space 2 is formed, a driver unit 4 arranged in the internal space 2, and a first microphone 11 and a second microphone 12 used for noise canceling processing by a feedback method. , Is equipped.
  • the driver unit 4 is provided with a diaphragm 4a to enable acoustic output.
  • the housing 3 includes a base portion 42 and an ear pad 43.
  • the inner peripheral edge in front of the ear pad 43 is formed as a sound outlet 9.
  • a protective member 44 is attached to the front of the diaphragm 4a of the driver unit 4.
  • the first microphone 11 is arranged in the front space 7a. Specifically, the first microphone 11 is attached to the rear surface of the protective member 44 so that the sound collecting surface 11a is substantially opposed to the diaphragm 4a.
  • the second microphone 12 is arranged in the rear space 7b. Specifically, the second microphone 12 is attached to the housing 3 so that the sound collecting surface 12a faces a different direction from the sound collecting surface 11a of the first microphone 11.
  • the first microphone 11 and the second microphone 12 included in the sound reproduction device 1E are arranged in different acoustic spaces.
  • the sound pressure opposite to the sound pressure emitted forward from the diaphragm 4a and the noise invading through the housing 3 can be collected.
  • the noise canceling performance can be improved by generating the synthetic noise canceling signal Snc by using the second sound collecting signal S2 by the second microphone 12.
  • FIG. 11 is an audio reproduction device 1F as an earphone according to the fourth embodiment.
  • the sound reproduction device 1F according to the fourth embodiment includes a third microphone 61 for generating a feedforward type noise canceling signal.
  • the sound reproduction device 1F includes a housing 3 in which an internal space 2 is formed, a driver unit 4 arranged in the internal space 2, and a first microphone 11 and a second microphone 12 used for noise canceling processing by a feedback method.
  • a third microphone 61 which is used for noise canceling processing by a feedforward method, is provided.
  • the internal space 2 is composed of an arrangement space 7 in which each part is arranged and a sound conduction space 8 surrounded by a sound conduit 6.
  • the arrangement space 7 is composed of a front space 7a, which is a space in front of the driver unit 4, and a rear space 7b, which is a space behind the driver unit 4.
  • the first microphone 11 is arranged so that the sound collecting surface 11a faces the diaphragm 4a substantially in the front space 7a.
  • the second microphone 12 is arranged in the sound guiding space 8 so that the sound collecting surface 12a faces a direction different from the sound collecting surface 11a of the first microphone 11.
  • the third microphone 61 is attached to the housing 3 so that the sound collecting surface 61a is located in the external space so that the sound outside the sound reproduction device 1F can be collected.
  • the feedback type noise canceling process and the feedforward type noise canceling process can be combined, and the noise canceling performance can be improved.
  • the sound reproduction device 1F may include an acoustic resistance member 51 that separates both spaces between the front space 7a and the sound conduction space 8.
  • the front space 7a is an acoustically stable space surrounded by the box-shaped portion 5 of the housing 3, the driver unit 4, and the acoustic resistance member 51.
  • FIG. 12 is a block diagram of the internal configuration of the sound reproduction device 1F.
  • the sound reproduction device 1F includes a first amplifier 21A, a first ADC 22A, and a first DSP 23A as parts for processing the first sound collection signal S1 of the first microphone 11.
  • the sound reproduction device 1F includes a second amplifier 21B, a second ADC 22B, and a second DSP 23B as parts for processing the sound collection signal S2 of the second microphone 12.
  • the sound reproduction device 1 includes a third amplifier 21C, a third ADC 22C, and a third DSP 23C as each part for processing the sound collecting signal S3 of the third microphone 61.
  • the sound reproduction device 1F includes adders 24 and 25, an equalizer circuit 26, a DAC 27, a power amplifier 28, and further includes an adder 62.
  • the first sound collecting signal S1 is a sound collecting sound including noise in the front space 7a of the diaphragm 4a of the driver unit 4.
  • the first sound collecting signal S1 is amplified by the first amplifier 21A, converted into a digital signal by the first ADC 22A, and input to the first DSP 23A.
  • the first DSP 23A includes a digital filter for generating a feedback type noise canceling signal (see FIG. 4).
  • the signal generated by the first DSP 23A is input to the adder 24.
  • the second sound collecting signal S2 is a sound collecting sound including noise in the sound guiding space 8 which is the internal space of the sound conduit 6.
  • the second sound collecting signal S2 is amplified by the second amplifier 21B, converted into a digital signal by the second ADC 22B, and input to the second DSP 23B.
  • the second DSP 23B includes a digital filter for generating a feedback type noise canceling signal (see FIG. 5).
  • the signal generated by the second DSP 23B is input to the adder 24.
  • the adder 24 is generated based on the first noise canceling signal Snc1 generated based on the first sound collecting signal S1 of the first microphone 11 and the second sound collecting signal S2 of the second microphone 12.
  • the second noise canceling signal Snc2 is added and combined, and output to the adder 62.
  • the third sound collecting signal S3 is a sound collecting sound including noise in the external space of the sound reproducing device 1F.
  • the third sound collection signal S3 is amplified by the third amplifier 21C, converted into a digital signal by the third ADC 22C, and input to the third DSP 23C.
  • the third DSP23C is provided with a digital filter for generating a feedforward type noise canceling signal. Specifically, as shown in FIG. 13, a third FF filter 63 is provided.
  • the third FF filter 63 is a digital filter for generating a feedforward type digital noise canceling signal. That is, the third FF filter 63 generates the third noise canceling signal Snc3 based on the third sound collecting signal S3.
  • the third noise canceling signal Snc3 generated by the third DSP23C is input to the adder 62.
  • the adder 62 has a first noise canceling signal Snc1 generated based on the first sound collecting signal S1 of the first microphone 11 and a second sound collecting signal S2 generated based on the second sound collecting signal S2 of the second microphone 12. 2
  • the combined signal of the noise canceling signal Snc2 and the third noise canceling signal Snc3 generated based on the third sound collecting signal S3 of the third microphone 61 are added and combined, and added as the combined noise canceling signal Snc. Output to the device 25.
  • a digital signal based on the sound source signal Sm is also input to the adder 25.
  • the sound source signal Sm is input to the equalizer circuit 26.
  • the equalizer circuit 26 performs an equalizing process for sound quality correction processing and sound quality effect processing on the input sound source signal Sm, and outputs the obtained digital signal to the adder 25.
  • the equalizer circuit 26 may be configured in the DSP, for example.
  • the adder 25 adds and synthesizes the combined noise canceling signal Snc and the signal from the equalizer circuit 26, and outputs the output acoustic signal to the DAC 27.
  • the output signal from the adder 25 is converted into an analog signal by the DAC 27, then amplified by the power amplifier 28 and supplied to the driver unit 4.
  • the driver unit 4 executes acoustic output processing based on the input output acoustic signal. As a result, the reproduced sound with reduced noise is heard by the listener at a predetermined noise canceling point.
  • the first microphone 11 is arranged so that the sound collecting surface 11a faces the diaphragm 4a of the driver unit 4, so that the first noise canceling signal Snc1 causes howling to occur. It is possible to suppress it.
  • the cancel point can be brought closer to the eardrum.
  • the sound collecting surface 61a is configured to pick up the noise in the external space of the sound reproduction device 1F, it is possible to perform the noise canceling process by the feedforward method. By using the third sound collecting signal S3 by the third microphone 61, the noise canceling performance can be improved.
  • FIG. 12 shows an example in which the first DSP 23A, the second DSP 23B, and the third DSP 23C are provided, but the digital filter for the first sound collecting signal S1 and the digital filter for the second sound collecting signal S2 are included in one DSP.
  • a digital filter for the third sound collecting signal S3 may be formed.
  • the equalizer circuit 26 may be formed in the same DSP.
  • FIG. 3 shows an example in which the sound source signal Sm is a digital signal, it may be an analog signal. In that case, the sound source signal Sm is converted into a digital signal using the ADC and input to the equalizer circuit 26.
  • the sound reproduction device 1F as the fourth embodiment may be an sound reproduction device as a headphone provided with the third microphone 61, and the same effect can be obtained even in that case.
  • only one digital filter for generating the synthetic noise canceling signal Snc may be provided.
  • the internal configuration of the sound reproduction device 1G provided with only one digital filter for generating the synthetic noise canceling signal Snc will be described.
  • the sound reproduction device 1G includes a first amplifier 21A, a first ADC 22A, and an HPF 71 as parts for processing the first sound collection signal S1 of the first microphone 11. That is, the sound reproduction device 1G does not include a first DSP that performs digital filter processing on the first sound collection signal S1.
  • the first sound collecting signal S1 is amplified by the first amplifier 21A, converted into a digital signal by the first ADC 22A, further removed of low frequency components by the HPF 71, and input to the adder 73.
  • the sound reproduction device 1G includes a second amplifier 21B, a second ADC 22B, and an LPF 72 as parts for processing the second sound collection signal S2 of the second microphone 12. That is, the sound reproduction device 1G does not include a second DSP that performs digital filter processing on the second sound collection signal S2.
  • the second sound collecting signal S2 is amplified by the second amplifier 21B, converted into a digital signal by the second ADC 22B, further removed of high frequency components by the LPF 72, and input to the adder 73.
  • the adder 73 adds and synthesizes the high frequency component of the first sound collecting signal S1 of the first microphone 11 and the low frequency component of the second sound collecting signal S2 of the second microphone 12, and generates a noise canceling signal. It is output to the FB filter 74, which is a digital filter for generation.
  • the FB filter 74 performs digital filter processing for generating a noise canceling signal Snc'based on the additively synthesized sound collection signal.
  • the generated noise canceling signal Snc' can be regarded as the above-mentioned synthetic noise canceling signal Snc.
  • the adder 25 adds and synthesizes the noise canceling signal Snc'and the signal from the equalizer circuit 26, and outputs the output acoustic signal to the DAC 27.
  • the DAC 27 converts the input signal from the adder 25 into an analog signal and outputs it to the power amplifier 28.
  • the power amplifier 28 amplifies the input signal and supplies it to the driver unit 4.
  • the driver unit 4 executes acoustic output processing based on the input output acoustic signal.
  • the HPF 71 shown in FIG. 14 may be provided in the front stage instead of the rear stage of the first ADC 22A. That is, the analog signal may be filtered. Similarly, the LPF 72 may be provided in front of the second ADC 22B.
  • the HPF71 can be replaced by a high shelving filter, a high peak EQ filter, or the like. Further, the LPF72 can be substituted with a low shelving filter, a low peak EQ filter, or the like.
  • the configuration may be such that the HPF 71 and the LPF 72 are not provided and only the FB filter 74 is provided.
  • Second variant> In the second embodiment, an example in which the acoustic resistance member 51 is provided in the acoustic reproduction devices 1B and 1C has been described. Here, the mounting mode of the acoustic resistance member 51 will be described by exemplifying the headphone type acoustic reproduction device 1C.
  • FIG. 15 shows the first example of attaching the acoustic resistance member 51 to the protective member 44.
  • the acoustic resistance member 51 (shown by hatching with diagonal lines) may be attached to the entire surface in front of the protective member 44.
  • the space in front of the acoustic resistance member 51 for example, the outer space 53
  • the space behind the acoustic resistance member 51 for example, the inner space 52
  • the space behind can be made acoustically more stable, and the occurrence of howling can be suppressed.
  • FIG. 16 shows a second example of attaching the acoustic resistance member 51 to the protective member 44.
  • the acoustic resistance member 51 (shown by hatching with diagonal lines) may be attached from the front so as to cover the substantially central portion of the protective member 44. In this case, it is preferable that the first microphone 11 is located at the center of the acoustic resistance member 51.
  • FIG. 17 shows a third example of attaching the acoustic resistance member 51 to the protective member 44.
  • the acoustic resistance member 51 (shown by hatching with diagonal lines) may be attached from the front so as to cover the upper half region, the lower half region, the right half region, and the left half region of the protective member 44. Further, in that case, it is preferable that the acoustic resistance member 51 is positioned so as to be offset from the central portion of the protective member 44 to the portion covered by the acoustic resistance member 51.
  • FIG. 18 shows a fourth example of attaching the acoustic resistance member 51 to the protective member 44.
  • the acoustic resistance member 51 (shown by hatching with diagonal lines) may be attached from the front so as to cover the central portion from the upper end to the lower end of the protective member 44. In that case, it is preferable that the first microphone 11 is located at the center of the acoustic resistance member 51.
  • the rear space is acoustically stable even in the configuration shown in FIGS. 16, 17, and 18. Since the space can be made into a space, the effect of suppressing the occurrence of howling can be obtained.
  • headphones and earphones are used as examples of the sound reproduction device, but other examples are also conceivable.
  • the above configuration can be applied to a noise canceling signal generated for performing noise canceling processing in a space having a certain size such as a room. That is, the first MC and the second MC used for FB control are provided in the room. In this case, the second MC is arranged so as to be closer to the window or door than the first MC. Further, a third MC used for FF control may be provided outside the room. In this way, when listening to music or the like in a room as an acoustic space, noise is reduced and a space suitable for viewing can be provided.
  • the first microphone 11 used for the noise canceling process by the feedback method and the first microphone 11 are A second microphone 12 having sound collecting surfaces in different directions and used for noise canceling processing by a feedback method, and a first sound collecting signal S1 and a second microphone 12 collecting sound by the first microphone 11 It is provided with an acoustic signal processing unit (first DSP23A, second DSP23B, etc.) that generates a noise canceling signal (using the second sound collecting signal S2).
  • first DSP23A, second DSP23B, etc. that generates a noise canceling signal (using the second sound collecting signal S2).
  • a plurality of acoustic spaces in the sound reproduction device 1 for example, a space 7a in front of the driver unit 4 and a space in a sound conduit (sound conduction space 8)).
  • a plurality of acoustic spaces in the sound reproduction device 1 for example, a space 7a in front of the driver unit 4 and a space in a sound conduit (sound conduction space 8).
  • the sound collecting surface 11a of the first microphone 11 is a noise canceling signal more than the sound collecting surface 12a of the second microphone 12. It may be located near the driver unit 4 that outputs sound based on the above. This makes it difficult for the transfer function of the space from the driver unit 4 to the sound collecting surface 11a of the first microphone 11 to change. Therefore, it is possible to generate the first noise canceling signal Snc1 having sufficient noise canceling performance with the filter coefficient set in the first FB filter 32. That is, the noise canceling performance can be improved by adding the first noise canceling signal Snc1 generated by the sound collecting signal of the first microphone 11.
  • the sound collecting surface 11a of the first microphone 11 releases the driver unit 4 that outputs sound based on the noise canceling signal. It may be positioned so as to face the sound direction (forward). This makes it difficult for the transfer function of the space from the driver unit 4 to the sound collecting surface 11a of the first microphone 11 to change. Therefore, it is possible to generate the first noise canceling signal Snc1 having sufficient noise canceling performance with the filter coefficient set in the first FB filter 32. That is, the noise canceling performance can be improved by adding the first noise canceling signal Snc1 generated by the sound collecting signal of the first microphone 11.
  • a driver unit 4 that outputs sound based on a noise canceling signal is arranged, and the output sound from the driver unit 4 is emitted.
  • a housing 3 having a sound emitting port 9 is provided, a first microphone 11 and a second microphone 12 are arranged in the housing 3, and the second microphone 12 is a sound emitting port more than the first microphone 11. It may be located at a position close to 9.
  • the second microphone 12 can collect sound at a position closer to the eardrum of the ear than the first microphone 11. Therefore, the cancel point is closer to the eardrum of the ear, and the noise canceling performance can be improved.
  • the first embodiment (FIGS. 2 and 6), the second embodiment (FIGS. 7 and 8), the third embodiment (FIGS. 9 and 10), and the fourth embodiment.
  • the sound collecting surface 12a of the second microphone 12 emits sound in the sound emitting direction (forward) of the driver unit 4 that outputs sound based on the noise canceling signal.
  • the noise canceling performance can be improved.
  • the sound reproduction device 1 As described in the first embodiment (FIG. 6), in the sound reproduction device 1, at least one acoustic space is located in the housing 3 in the sound emission direction of the driver unit 4, and the first microphone 11 and The second microphone 12 may be located in one acoustic space.
  • the noise component in the acoustic space in which the microphone is arranged can be collected with high accuracy. Therefore, the filter coefficient can be set more appropriately, and the noise canceling performance can be improved.
  • the first microphone The sound collecting surface 11a is positioned so that the sound collecting surface 11a faces the sound emitting direction of the driver unit 4, and the second microphone 12 is positioned so that the sound collecting surface 12a faces the same direction as the sound emitting direction of the driver unit 4. You may. As a result, the transfer function of the space from the driver unit 4 to the sound collecting surface 11a of the first microphone 11 is unlikely to change.
  • the second microphone 12 makes it easier to collect noise at a position closer to the eardrum. Therefore, by generating a noise canceling signal using both the first sound collecting signal S1 of the first microphone 11 and the second sound collecting signal S2 of the second microphone 12, noise is suppressed while suppressing the occurrence of howling. It is possible to improve the cancel performance.
  • the sound reproduction device As described in the first embodiment (FIG. 2), the second embodiment (FIGS. 7 and 8), the third embodiment (FIGS. 9 and 10), and the like, the sound reproduction device.
  • the first microphone 11 and the second microphone 12 may be arranged in different acoustic spaces.
  • the noise collected by the first microphone 11 and the second microphone 12 is different. Therefore, the noise canceling performance is improved by generating a noise canceling signal based on both the first sound collecting signal S1 of the first microphone 11 and the second sound collecting signal S2 of the second microphone 12. Is possible.
  • the sound reproduction device As described in the first embodiment (FIG. 2), the second embodiment (FIGS. 7 and 8), the third embodiment (FIGS. 9 and 10), and the like, the sound reproduction device.
  • a plurality of acoustic spaces are provided in the housing 3, and the first microphone 11 and the second microphone 12 may be located in different spaces in the plurality of acoustic spaces.
  • both the first microphone 11 and the second microphone 12 are arranged in the housing 3.
  • the noise collected by the first microphone 11 and the second microphone 12 is made different. Therefore, it is possible to obtain sound collecting signals at different positions in the housing, and it is possible to improve the noise canceling performance.
  • the first acoustic space front space 7a, inner space 52 in which the first microphone 11 is located is located.
  • An acoustic resistance member 51 may be arranged to separate the second acoustic space (sound conduction space 8) from which the second microphone 12 is located.
  • a driver unit 4 that outputs sound based on a noise canceling signal is arranged and output from the driver unit 4.
  • a housing 3 having a sound emitting port 9 through which sound is emitted is provided, and the first acoustic space (front space 7a) is a space surrounded by a driver unit 4, an acoustic resistance member 51, and a housing 3.
  • the 2 acoustic space (sound conduction space 8) may be a space surrounded by the acoustic resistance member 51, the housing 3, and the sound emission port 9.
  • the first acoustic space is a stable space in which the transfer function of the space does not easily change.
  • the second acoustic space is a space in which noise at a position closer to the eardrum can be easily collected.
  • the filter coefficient set in the first FB filter 32 can be made appropriate with high noise canceling performance.
  • sound reproduction devices such as earphones and headphones may be deformed depending on the usage conditions. In that case, the spatial transfer function changes, so that the set filter coefficient becomes inappropriate, which may lead to howling or the like.
  • the first acoustic space is shielded from the outside by the acoustic resistance member 51 to maintain an acoustically stable state, so that an appropriate setting of the filter coefficient is ensured and howling occurs.
  • the occurrence can be suppressed.
  • the microphone (first microphone 11) arranged in the stable space may not be able to sufficiently collect the noise near the point where the noise canceling effect is desired (that is, near the eardrum). If the noise collection is insufficient, the generated noise canceling signal may not be appropriate, and the active noise canceling effect at the eardrum position may be reduced.
  • the second sound collecting signal of the second microphone 12 arranged in the second acoustic space (sound conduction space 8 in FIG. 2, outer space 53 in FIG. 8 and the like) different from the first acoustic space. Since the second noise canceling signal Snc2 is generated using S2, high noise canceling performance can be exhibited while suppressing howling.
  • the first microphone 11 emits sound from the driver unit 4 that outputs sound based on a noise canceling signal.
  • the second microphone 12 may be located on the front side in the direction and may be located on the rear side of the driver unit 4. As a result, for example, the second microphone 12 located behind the driver unit 4 can collect sounds having opposite phases of the acoustic output. Further, in the second microphone 12, the transfer function of the space from the driver unit 4 to the sound collecting surface 12a of the second microphone 12 is less likely to change depending on the state in which the listener is attached. At this time, the second microphone 12 also collects noise that cannot be completely eliminated by the noise canceling signal generated based on the first sound collecting signal S1 of the first microphone 11. Therefore, high noise canceling performance is exhibited by generating a noise canceling signal based on not only the first sound collecting signal S1 of the first microphone 11 but also the second sound collecting signal S2 of the second microphone 12. Can be done.
  • the first noise canceling signal Snc1 is generated based on the high frequency component of the first sound collection signal S1.
  • a sound is provided with a 1 feedback filter (1st FB filter 32) and a 2nd feedback filter (2nd FB filter 34) that generates a 2nd noise canceling signal Snc2 based on a low frequency component of the 2nd sound collecting signal S2.
  • the signal processing unit may generate a noise canceling signal based on the first noise canceling signal Snc1 and the second noise canceling signal Snc2. Since the first microphone 11 is located closer to the driver unit 4 than the second microphone 12, the filter coefficient set in the first FB filter 32 is more inappropriate than the filter coefficient set in the second FB filter 34.
  • the first noise canceling signal Snc1 based on the first sound collecting signal S1 can be made less likely to generate howling than the second noise canceling signal Snc2 based on the second sound collecting signal S2. Therefore, for the high frequency component where howling is likely to occur, the first noise canceling signal Snc1 is generated by using the first sound collection signal S1, and for the low frequency component where howling is unlikely to occur, the second noise canceling signal Snc1 is generated.
  • the sound collecting signal S2 is used to generate a second noise canceling signal Snc2 with improved noise canceling performance. By generating a noise canceling signal using these, it is possible to improve the noise canceling performance while suppressing the occurrence of howling.
  • the high-frequency component of the first sound collection signal S1 is generated by the high-pass filter HPF31, the high-shelving filter, or the high-peak EQ filter.
  • the low-pass component of the second sound collection signal S2 may be extracted by the low-pass filter LPF33, the low-shelving filter, or the low-peak EQ filter.
  • the sound collecting signal of the low frequency component can be input to the feedback loop of the second microphone 12 which easily collects the noise at a position closer to the eardrum. Therefore, the occurrence of howling can be suppressed. Further, by removing the low frequency component of the first sound collecting signal S1, the noise canceling performance based on the second sound collecting signal S2 can be improved.
  • the sound reproduction device 1 includes a third microphone 61 used for noise canceling processing by the feed forward method, and is provided with an acoustic signal processing unit (first DSP23A, The second DSP23B, the third FF filter 63, etc.) use the first sound collecting signal S1, the second sound collecting signal S2, and the third sound collecting signal S3 collected by the third microphone 61 to generate a noise canceling signal.
  • the generation may be performed.
  • the noise canceling performance can be improved.
  • the first sound collecting signal S1 collected by the first microphone 11 used for the noise canceling processing by the feedback method and the first microphone 11 are An acoustic signal processing unit that generates a noise canceling signal using a second sound collecting signal S2 that has sound collecting surfaces in different directions and is used for noise canceling processing by a feedback method. (1st DSP23A, 2nd DSP23B, etc.) are provided.
  • the signal processing method executed by the signal processing device is different from the first sound collecting signal S1 collected by the first microphone 11 used for the noise canceling processing by the feedback method and the first microphone 11.
  • This is a method of generating a noise canceling signal by using a second sound collecting signal S2 which has a sound collecting surface and is used for noise canceling processing by a feedback method.
  • sound is collected in a plurality of acoustic spaces in the sound reproduction device 1 (for example, the space 7a in front of the driver unit 4 and the space in the sound conduit (sound conduction space 8)). It is easy to put it in a state, and by using multiple microphones used for the feedback method, it is possible to contribute to the improvement of the noise canceling effect. Sound can be collected properly. This makes it possible to improve the noise canceling effect by the feedback method.
  • the headphone device of the present technology can also have the following configurations.
  • a sound signal processing unit that generates a noise canceling signal using the first sound collecting signal collected by the first microphone and the second sound collecting signal collected by the second microphone is provided. Sound reproduction device.
  • the sound collecting surface of the second microphone is located in any of the above (1) to (4) so as not to face the sound emitting direction of the driver unit that outputs sound based on the noise canceling signal.
  • Sound reproduction device. At least one acoustic space is located in the housing in the sound emitting direction of the driver unit. The acoustic reproduction device according to (4) above, wherein the first microphone and the second microphone are located in the one acoustic space.
  • the first microphone is positioned so that the sound collecting surface faces the sound emitting direction of the driver unit.
  • the sound reproduction device according to (6) above, wherein the second microphone is positioned so that the sound collecting surface is oriented in the same direction as the sound emitting direction of the driver unit.
  • the sound reproduction device according to any one of (1) to (5) above, wherein the first microphone and the second microphone are arranged in different acoustic spaces.
  • a plurality of acoustic spaces are provided in the housing, and a plurality of acoustic spaces are provided.
  • the acoustic reproduction device according to any one of (4) and (6) above, wherein the first microphone and the second microphone are located in different spaces in the plurality of acoustic spaces.
  • an acoustic resistance member that separates a first acoustic space in which the first microphone is located and a second acoustic space in which the second microphone is located is arranged.
  • a driver unit that outputs an acoustic sound based on the noise canceling signal is arranged, and a housing having a sound emitting port from which the output sound from the driver unit is emitted is provided.
  • the first acoustic space is a space surrounded by the driver unit, the acoustic resistance member, and the housing.
  • the first microphone is located on the front side, which is the sound emitting direction of the driver unit that outputs sound based on the noise canceling signal.
  • the sound reproduction device according to any one of (1) to (11) above, wherein the second microphone is located on the rear side of the driver unit.
  • a first feedback filter that generates a first noise canceling signal based on the high frequency component of the first sound collection signal, and A second feedback filter that generates a second noise canceling signal based on the low frequency component of the second sound collecting signal is provided.
  • the sound reproduction device according to (2) above, wherein the sound signal processing unit generates the noise canceling signal based on the first noise canceling signal and the second noise canceling signal.
  • the high-frequency component of the first sound collection signal is extracted by a high-pass filter, a high-shelving filter, or a high-peak EQ filter.
  • the sound reproduction device wherein the low-frequency component of the second sound collection signal is extracted by a low-pass filter, a low-shelving filter, or a low-peak EQ filter.
  • the acoustic signal processing unit generates the noise canceling signal by using the first sound collecting signal, the second sound collecting signal, and the third sound collecting signal collected by the third microphone.
  • the sound reproduction device according to any one of (1) to (14) above.
  • the first sound collecting signal collected by the first microphone used for the noise canceling process by the feedback method and the sound collecting surface in a direction different from that of the first microphone are used for the noise canceling process by the feedback method.
  • a signal processing device including a second sound collecting signal collected by a second microphone and an acoustic signal processing unit that generates a noise canceling signal using the second sound collecting signal.
  • the first sound collecting signal collected by the first microphone used for the noise canceling process by the feedback method and the sound collecting surface in a direction different from that of the first microphone are used for the noise canceling process by the feedback method.
  • a signal processing method for generating a noise canceling signal using a second sound collection signal collected by a second microphone are used for the noise canceling process by the feedback method.

Abstract

音響再生装置について、フィードバック方式によるノイズキャンセル処理に用いられる第1のマイクロフォンと、前記第1のマイクロフォンとは異なる方向に集音面を有しフィードバック方式によるノイズキャンセル処理に用いられる第2のマイクロフォンと、前記第1のマイクロフォンにより集音された第1集音信号と前記第2のマイクロフォンにより集音された第2集音信号とを用いてノイズキャンセリング信号を生成する音響信号処理部と、を備える。

Description

音響再生装置、信号処理装置、信号処理方法
 本開示は、音響再生装置、信号処理装置、信号処理方法に関する。特にはノイズキャンセリング信号の生成に関する。
 下記特許文献1,2,3にも開示されているように、携帯型のオーディオプレーヤ等に用いるヘッドフォンやイヤフォンにおいて外部環境のノイズ(騒音)を低減して、リスナに対して、外部ノイズを低減した良好な再生音場空間を提供するようにしたノイズキャンセリングシステムが知られている。
特開2008-122729号公報 特開2008-116782号公報 特開2008-250270号公報
 この種のノイズキャンセリングシステムの一例は、アクティブなノイズ低減を行なうアクティブ方式のノイズ低減システムで、基本的には、次のような構成を備える。
 すなわち、音響-電気変換手段としてのマイクロフォンで外部ノイズ(騒音)を集音し、その集音したノイズの音響信号から、ノイズとは音響的に逆相のノイズキャンセリング信号を生成する。このノイズキャンセリング信号を、音楽等の本来の聴取目的たる音響信号と合成してスピーカで音響再生する。これにより外来ノイズが音響的に相殺されるようにしてノイズを低減するものである。
 このようなノイズ低減システムでは、複数のマイクロフォンを用いて集音し、適切なフィルタ処理でノイズキャンセリング信号を生成することでノイズキャンセル性能を向上させることができると考えられる。
 本開示では、このように複数のマイクロフォンを用いる場合を想定して、より適切なマイクロフォン配置状態を提案する。
 本開示の音響再生装置は、フィードバック方式によるノイズキャンセル処理に用いられる第1のマイクロフォンと、前記第1のマイクロフォンとは異なる方向に集音面を有しフィードバック方式によるノイズキャンセル処理に用いられる第2のマイクロフォンと、前記第1のマイクロフォンにより集音された第1集音信号と前記第2のマイクロフォンにより集音された第2集音信号とを用いてノイズキャンセリング信号を生成する音響信号処理部と、を備えたものである。
 フィードバック方式によるノイズキャンセル処理に用いるためのマイクロフォンを複数備えた構成において、音響再生装置内の複数の音響空間において集音を行う状態にしやすい。
 上記した音響再生装置においては、前記第1のマイクロフォンの集音面は前記第2のマイクロフォンの集音面よりも前記ノイズキャンセリング信号に基づいて音響出力を行うドライバユニットの近くに位置されていてもよい。
 これにより、ドライバユニットから第1のマイクロフォンの集音面までの空間の伝達関数が変化しにくくされる。
 上記した音響再生装置においては、前記第1のマイクロフォンの集音面は前記ノイズキャンセリング信号に基づいて音響出力を行うドライバユニットの放音方向に対向して位置されていてもよい。
 これにより、ドライバユニットから第1のマイクロフォンの集音面までの空間の伝達関数が変化しにくくされる。
 上記した音響再生装置においては、前記ノイズキャンセリング信号に基づいて音響出力を行うドライバユニットが配置され前記ドライバユニットからの出力音が放音される放音口を有したハウジングを備え、前記第1のマイクロフォン及び前記第2のマイクロフォンは、前記ハウジング内に配置され、前記第2のマイクロフォンは前記第1のマイクロフォンよりも前記放音口に近い位置に位置されていてもよい。
 これにより、第2のマイクロフォンは第1のマイクロフォンよりも耳の鼓膜に近い位置における集音を行うことができる。
 上記した音響再生装置においては、前記第2のマイクロフォンの集音面は前記ノイズキャンセリング信号に基づいて音響出力を行うドライバユニットの放音方向に対向しないように位置されていてもよい。
 これにより、第2のマイクロフォンがノイズを集音しやすくされる。
 上記した音響再生装置においては、前記ハウジング内において前記ドライバユニットの放音方向に少なくとも一つの音響空間が位置し、前記第1のマイクロフォン及び前記第2のマイクロフォンは前記一つの音響空間に位置されていてもよい。
 これにより、マイクロフォンが配置された音響空間におけるノイズ成分を高精度に集音することができる。
 上記した音響再生装置においては、前記第1のマイクロフォンは集音面が前記ドライバユニットの放音方向に対向するように位置され、前記第2のマイクロフォンは集音面が前記ドライバユニットの放音方向と同じ向きになるように位置されていてもよい。
 これにより、ドライバユニットから第1のマイクロフォンの集音面までの空間の伝達関数が変化しにくい。また、第2のマイクロフォンは鼓膜により近い位置のノイズを集音しやすくされる。
 上記した音響再生装置においては、前記第1のマイクロフォン及び前記第2のマイクロフォンは異なる音響空間に配置されていてもよい。
 これにより、第1のマイクロフォンと第2のマイクロフォンで集音されるノイズが異なるものとされる。
 上記した音響再生装置においては、前記ハウジング内に複数の音響空間が設けられ、前記第1のマイクロフォン及び前記第2のマイクロフォンは前記複数の音響空間における異なる空間に位置されていてもよい。
 これにより、第1のマイクロフォンと第2のマイクロフォンで集音されるノイズがより異なるものとされる。
 上記した音響再生装置においては、前記第1のマイクロフォンが位置される第1音響空間と前記第2のマイクロフォンが位置される第2音響空間を隔てる音響抵抗部材が配置されていてもよい。
 これにより、一方の音響空間についてドライバユニットからマイクロフォンまでの空間の伝達関数が変化しにくい安定空間とすることができる。
 上記した音響再生装置においては、前記ノイズキャンセリング信号に基づいて音響出力を行うドライバユニットが配置され前記ドライバユニットからの出力音が放音される放音口を有したハウジングを備え、前記第1音響空間は、前記ドライバユニットと前記音響抵抗部材と前記ハウジングとに囲まれた空間とされ、前記第2音響空間は、前記音響抵抗部材と前記ハウジングと前記放音口とに囲まれた空間とされていてもよい。
 これにより、第1音響空間は、空間の伝達関数が変化しにくい安定空間とされる。また、第2音響空間は、鼓膜により近い位置のノイズを集音しやすい空間とされる。
 上記した音響再生装置においては、前記第1のマイクロフォンは前記ノイズキャンセリング信号に基づいて音響出力を行うドライバユニットの放音方向である前方側に位置され、前記第2のマイクロフォンは前記ドライバユニットの後方側に位置されていてもよい。
 これにより、ドライバユニットの後方に位置する第2のマイクロフォンは、音響出力の逆相の音を集音可能とされる。更に、第2のマイクロフォンは、ドライバユニットから第2のマイクロフォンの集音面までの空間の伝達関数がリスナの装着状態により変化しにくくされる。
 上記した音響再生装置においては、前記第1集音信号の高域成分に基づいて第1ノイズキャンセリング信号を生成する第1フィードバックフィルタと、前記第2集音信号の低域成分に基づいて第2ノイズキャンセリング信号を生成する第2フィードバックフィルタと、を備え、前記音響信号処理部は、前記第1ノイズキャンセリング信号と前記第2ノイズキャンセリング信号に基づいて前記ノイズキャンセリング信号の生成を行ってもよい。
 第1のマイクロフォンは第2のマイクロフォンよりもドライバユニットの近くに配置されているため、第1FBフィルタに設定されるフィルタ係数は第2FBフィルタに設定されるフィルタ係数よりも不適切なものになりにくい。これにより、第1集音信号に基づくノイズキャンセリング信号は、第2集音信号に基づくノイズキャンセリング信号よりもハウリングが発生しにくいものとすることができる。
 上記した音響再生装置においては、ハイパスフィルタ、ハイシェルビングフィルタまたはハイピークEQフィルタによって前記第1集音信号の高域成分が抽出され、ローパスフィルタ、ローシェルビングフィルタまたはローピークEQフィルタによって前記第2集音信号の低域成分が抽出されてもよい。
 これにより、ドライバユニットからマイクロフォンまでの空間の伝達関数が変化しにくい第1のマイクロフォンのフィードバックループに対して、ハウリングしやすい高域成分の集音信号を入力することができる。また、鼓膜により近い位置のノイズを集音しやすい第2のマイクロフォンのフィードバックループに対して、低域成分の集音信号を入力することができる。
 上記した音響再生装置においては、フィードフォワード方式によるノイズキャンセル処理に用いられる第3のマイクロフォンを備え、前記音響信号処理部は、前記第1集音信号と前記第2集音信号と前記第3のマイクロフォンにより集音された第3集音信号とを用いて前記ノイズキャンセリング信号の生成を行ってもよい。
 例えば、音響再生装置の外部の音を集音するように第3のマイクロフォンを設けることが考えられる。
 本開示の信号処理装置は、フィードバック方式によるノイズキャンセル処理に用いられる第1のマイクロフォンによって集音された第1集音信号と、前記第1のマイクロフォンとは異なる方向に集音面を有しフィードバック方式によるノイズキャンセル処理に用いられる第2のマイクロフォンによって集音された第2集音信号と、を用いてノイズキャンセリング信号を生成する音響信号処理部を備えたものである。
 本開示の信号処理方法は、フィードバック方式によるノイズキャンセル処理に用いられる第1のマイクロフォンによって集音された第1集音信号と、前記第1のマイクロフォンとは異なる方向に集音面を有しフィードバック方式によるノイズキャンセル処理に用いられる第2のマイクロフォンによって集音された第2集音信号と、を用いてノイズキャンセリング信号を生成するものである。
 これらの信号処理装置や信号処理方法によれば、フィードバック方式によるノイズキャンセル処理に用いるためのマイクロフォンを複数備えた構成において、音響再生装置内の複数の音響空間において集音を行う状態にしやすい。
フィードバック方式のノイズキャンセリングシステムを適用した音響再生装置の構成例について伝達関数の観点から示すブロック図である。 第1の実施の形態のイヤフォンを示す図である。 第1の実施の形態の音響再生装置のブロック図である。 第1の実施の形態の第1DSPのブロック図である。 第1の実施の形態の第2DSPのブロック図である。 第1の実施の形態のヘッドフォンを示す図である。 第2の実施の形態のイヤフォンを示す図である。 第2の実施の形態のヘッドフォンを示す図である。 第3の実施の形態のイヤフォンを示す図である。 第3の実施の形態のヘッドフォンを示す図である。 第4の実施の形態のイヤフォンを示す図である。 第4の実施の形態の音響再生装置のブロック図である。 第4の実施の形態の第3DSPのブロック図である。 第1変形例の音響再生装置のブロック図である。 音響抵抗部材の取り付け例を示す図である。 音響抵抗部材の取り付け例を示す図である。 音響抵抗部材の取り付け例を示す図である。 音響抵抗部材の取り付け例を示す図である。 各フィルタの周波数特性を示す図である。
 以下、実施の形態を次の順序で説明する。
<1.ノイズキャンセリング技術の説明>
<2.第1の実施の形態>
<2-1.音響再生装置の構成>
<2-2.音響再生装置の内部構成>
<2-3.ヘッドフォンとしての音響再生装置>
<3.第2の実施の形態>
<3-1.イヤフォンとしての音響再生装置>
<3-2.ヘッドフォンとしての音響再生装置>
<4.第3の実施の形態>
<4-1.イヤフォンとしての音響再生装置>
<4-2.ヘッドフォンとしての音響再生装置>
<5.第4の実施の形態>
<5-1.音響再生装置の構成>
<5-2.音響再生装置の内部構成>
<6.変形例>
<6-1.第1変形例>
<6-2.第2変形例>
<6-3.その他>
<7.まとめ>
<8.本技術>

 なお、実施の形態の記載及び請求項でいう音響再生装置とは、リスナが耳に装着して聴音する装置を指しており、頭部に装着するヘッドセット型(ヘッドフォン)のほか、いわゆる「イヤフォン」と呼ばれる耳介或いは耳孔に装着するようなタイプも含むものとする。
<1.ノイズキャンセリング技術の説明>

 フィードバック方式のノイズキャンセリング技術について説明する。図1はフィードバック方式のノイズキャンセリングシステムを適用した音響再生装置の構成例について、伝達関数の観点から示すブロック図である。
 なお、図1においては、音響再生装置のリスナ(聴取者)の片耳側の部分についての構成のみを示している。左右の両耳それぞれについての音響再生装置の構成は、共に図1と同様のものとされている。
 音響再生装置は、電気信号である音響信号を再生するための電気-音響変換手段としてのドライバユニットが設けられている。
 そして、リスナが再生したい音楽などの信号である音源信号Smがイコライザおよび加算器を通じて出力音響信号としてパワーアンプに供給される。パワーアンプを通じた音響信号がドライバユニットに供給されて、音響再生され、リスナの耳に対して再生音が放音される。
 音源信号Smが入力される入力端と、左右の耳用のドライバユニットとの間の信号伝送路中には、イコライザ、加算器、パワーアンプ、マイクロフォン、マイクロフォンアンプ、ノイズキャンセル用のFB(Feedback)フィルタが設けられている。
 このような構成においては、リスナの音響聴取環境において、音響再生装置の外部のノイズのうち、音響再生装置内のリスナの音響聴取位置に入り込むノイズNをフィードバック方式で低減して、音楽を良好な環境で聴取することができるようにする。
 フィードバック方式のノイズキャンセリングシステムにおいては、リスナの音響聴取位置であるところの、ノイズと音響信号の音響再生音とを合成する音響合成位置(ノイズキャンセルポイントPc)でのノイズを集音する。
 したがって、ノイズ集音用のマイクロフォンは、音響再生装置のハウジングの内側となるノイズキャンセルポイントPcのノイズを集音可能な位置に設けられる。このマイクロフォンの位置の音が制御点となるため、ノイズ減衰効果を考慮し、ノイズキャンセルポイントPcは、通常耳に近い位置、つまりドライバユニットの振動板前面とされ、この位置に、マイクロフォンが設けられる。
 そして、そのマイクロフォンで集音したノイズの逆相成分を、FBフィルタで、ノイズキャンセリング信号として生成し、その生成したノイズキャンセリング信号をドライバユニットに供給して音響再生することで、外部から音響再生装置のハウジング内に入ってきたノイズを低減させるものである。
 マイクロフォンで集音されたアナログ音響信号は、マイクロフォンアンプを通じてADC(Analog-to-digital Converter)によりデジタル音響信号に変換される。そして、そのデジタル音響信号がフィードバック方式のノイズキャンセリング信号を生成するためのデジタルフィルタ(FBフィルタ)に入力される。
 デジタルフィルタは、入力されるデジタル音響信号から、これに設定されるパラメータとしてのフィルタ係数に応じた特性のノイズキャンセリング信号を生成する。
 生成されたノイズキャンセリング信号は、加算器に供給される。
 上述のように加算器には、リスナが聴取したいとされる音源信号Smが、イコライザを通じて供給される。イコライザは、入力音響信号の音質補正を行なう。
 このイコライザの出力と、FBフィルタからのノイズキャンセリング信号が加算器で合成され、出力音響信号として、パワーアンプを通じてドライバユニットに供給されて音響再生される。
 なお、加算器の前段または後段の何れかにおいては、各信号をデジタル信号からアナログ信号へと変換するDAC(Digital-to-Analog Converter)が設けられている。
 再生音響にはFBフィルタにおいて生成されたノイズキャンセリング信号による音響再生成分が含まれる。このノイズキャンセリング信号による音響再生成分とノイズとが、音響合成されることにより、ノイズキャンセルポイントPcでは、ノイズが低減(キャンセル)される。
 図1には、各部の伝達関数を示している。具体的には、「A」はパワーアンプの伝達関数を示し、「D」はドライバユニットの伝達関数を示し、「M」はマイクロフォンおよびマイクロフォンアンプの部分に対応する伝達関数を示し、「-β」はフィードバックのために設計されたフィルタの伝達関数を示している。また、「H」はドライバユニットからマイクロフォンまでの空間の伝達関数を示し、「E」は聴取目的の音源信号Smにかけられるイコライザの伝達関数を示している。上記の各伝達関数は複素表現されているものとする。
 また、図1に示す「N」は、外部のノイズ源から音響再生装置のハウジング内のマイクロフォン位置近辺に侵入してきたノイズであり、「P」はリスナの耳に届く音圧である。なお、外部ノイズが音響再生装置のハウジング内に伝わってくる原因としては、例えばイヤパッド部の隙間から音圧として漏れてくる場合や、音響再生装置が音圧を受けて振動した結果として音響再生装置のハウジング内部に音が伝わる場合などが考えられる。
 この図1の伝達関数ブロックは、次の(式1)で表現することができる。
(式1)
 P={1/(1+ADHMβ)}・N+{AHD/(1+ADHMβ)}・ES
 そして、この(式1)において、ノイズに着目すると、ノイズNは、1/(1+ADHMβ)に減衰していることが分かる。ただし(式1)の系がノイズ低減対象周波数帯域にて、ノイズキャンセリング機構として安定して動作するためには、次の(式2)が成立している必要がある。
(式2)
 |1/(1+ADHMβ)|<1
 上記の(式2)を満たすような「-β」となるようにFBフィルタのフィルタ係数が設定されることで、十分なノイズ低減効果を得ることができる。
<2.第1の実施の形態>
<2-1.音響再生装置の構成>
 図2を参照して音響再生装置1の第1の実施の形態を説明する。なお、図2はイヤフォンとしての音響再生装置1を例に挙げたものである。
 音響再生装置1は、内部空間2が形成されたハウジング3と、内部空間2に配置されるドライバユニット4と、を備えている。
 ドライバユニット4は、振動板4aを備えることにより音響出力が可能とされている。
 以降の説明においては、ドライバユニット4の放音方向を「前方」と記載する。
 ハウジング3は、前後方向が軸方向とされた円柱形状とされ前方に開口された箱状に形成された箱状部5と、箱状部5の前方の開口から前方に延びる管状に形成された音導管6とから成る。
 ハウジング3の内部空間2は、箱状部5に囲まれた空間とされドライバユニット4などの各部が配置される配置空間7と、音導管6に囲まれた空間とされた音導空間8とから成る。
 音導管6の前方の開口は、ドライバユニット4からの音響出力をハウジング3の外部へ出力するための放音口9として形成されている。
 ドライバユニット4は、例えば、配置空間7における前後方向の略中央部に配置されている。配置空間7は、ドライバユニット4により、ドライバユニット4の前方の空間である前方空間7aとドライバユニット4の後方の空間である後方空間7bとに分離されている。
 後方空間7bには、例えば、ドライバユニット4を駆動するための基板や電池などが収納されている場合がある。
 音響再生装置1は、ハウジング3における放音口9の外周面に前方から着脱可能なイヤピース10が取り付けられている。イヤピース10は、シリコンやゴムやウレタン等の弾性変形可能な部材によって形成されている。
 音響再生装置1は、内部空間2に配置される複数のマイクロフォンを有している。図2は、音響再生装置1が二つのマイクロフォンを備えている例である。
 具体的に、音響再生装置1は、フィードバック方式によるノイズキャンセル処理に用いられる第1のマイクロフォン11と第2のマイクロフォン12を備えている。
 第1のマイクロフォン11は、集音面11aがドライバユニット4の振動板4aと略対向するように前方空間7aに配置されている。
 第2のマイクロフォン12は、集音面12aが第1のマイクロフォン11の集音面11aとは異なる向きとなるように音導空間8に配置されている。具体的には、集音面12aが音導管6の中心軸を向くように第2のマイクロフォン12が取り付けられている。換言すれば、第2のマイクロフォン12は、ドライバユニット4の振動板4aと対向しないように配置されている。
 即ち、第1のマイクロフォン11は第2のマイクロフォン12よりもドライバユニット4に近い位置に配置されている。
 また、第2のマイクロフォン12は第1のマイクロフォン11よりも放音口に近い位置に配置されている。
 第1のマイクロフォン11と第2のマイクロフォン12を異なる音響空間に配置することで、異なる音響空間である前方空間7aと音導空間8の集音を行うことができる。即ち、第1のマイクロフォン11の第1集音信号S1は、前方空間7aにおけるノイズを含んだ信号とされる。また、第2のマイクロフォン12の第2集音信号S2は、音導空間8におけるノイズを含んだ信号とされる。
 また、第2のマイクロフォン12は、第1のマイクロフォン11よりも耳の鼓膜に近い位置において集音を行うことができる。
 以上のような構成を採ることにより、第1のマイクロフォン11及び第2のマイクロフォン12から集音された集音信号を用いたフィードバック制御を行い、ノイズキャンセリング信号を生成する。
 生成されたノイズキャンセリング信号は、例えば、音源信号Smに加算されることにより、ドライバユニット4からの出力信号として生成される。このようにして生成された出力信号がドライバユニット4から出力されることで、所定のキャンセルポイントにおいてノイズが低減された再生音響がリスナに聴取される状態となる。
<2-2.音響再生装置の内部構成>
 図3は、音響再生装置1の内部構成のブロック図である。なお、図3及び以降の各図においては、説明の簡略化のため、ステレオ音響信号についての左右チャンネルうちの一方のみを示している。他方のチャンネルにおいても図3と同様の構成を採ることで、ステレオ音響についてノイズキャンセル処理を行うことが可能である。
 なお、各構成部位については、左右のチャンネルで共用してもよい。
 音響再生装置1には、外部に設けられた不図示のオーディオプレーヤ等の音楽・音声ソース機器からデジタル信号としての音源信号Smが入力される。音源信号Smは、例えば、リスナが聴取したい音楽などのデジタル信号である。
 音響再生装置1は、第1のマイクロフォン11の第1集音信号S1に対する処理を行うための各部として、第1アンプ21Aと、第1ADC22Aと、第1DSP(Digital Signal Processor)23Aと、を備えている。
 また、音響再生装置1は、第2のマイクロフォン12の集音信号S2に対する処理を行うための各部として、第2アンプ21Bと、第2ADC22Bと、第2DSP23Bと、を備えている。
 更に、音響再生装置1は、加算器24,25と、イコライザ回路26と、DAC27と、パワーアンプ28と、を備えている。
 第1集音信号S1は、前述したように、ドライバユニット4の振動板4aの前方空間7aのノイズを含んだ音響を集音したものである。
 第1集音信号S1は、第1アンプ21Aで増幅された後、第1ADC22Aでデジタル信号に変換されて第1DSP23Aに入力される。
 第1DSP23Aは、フィードバック方式のノイズキャンセリング信号を生成するためのデジタルフィルタを備えている。
 図4は、第1DSP23Aの構成例を示した図である。図示するように、第1DSP23Aは、HPF(High Pass Filter)31と第1FBフィルタ32を備えている。
 HPF31は、第1ADC22Aからの入力デジタル信号について低域成分を除去するデジタルフィルタである。
 第1FBフィルタ32は、フィードバック方式のデジタルノイズキャンセリング信号を生成するためのデジタルフィルタである。
 即ち、第1FBフィルタ32は、第1集音信号S1における高域成分に基づいて第1ノイズキャンセリング信号Snc1を生成する。
 第1DSP23Aで生成された信号は、加算器24に入力される。
 第2集音信号S2は、前述したように、音導管6の内部空間である音導空間8のノイズを含んだ音響を集音したものである。
 第2集音信号S2は、第2アンプ21Bで増幅された後、第2ADC22Bでデジタル信号に変換されて第2DSP23Bに入力される。
 第2DSP23Bは、フィードバック方式のノイズキャンセリング信号を生成するためのデジタルフィルタを備えている。
 図5は、第2DSP23Bの構成例を示した図である。図示するように、第2DSP23Bは、LPF(Low Pass Filter)33と第2FBフィルタ34を備えている。
 LPF33は、第2ADC22Bからの入力デジタル信号について高域成分を除去するデジタルフィルタである。
 第2FBフィルタ34は、フィードバック方式のデジタルノイズキャンセリング信号を生成するためのデジタルフィルタである。
 即ち、第2FBフィルタ34は、第2集音信号S2における低域成分に基づいて第2ノイズキャンセリング信号Snc2を生成する。
 第2DSP23Bで生成された信号は、加算器24に入力される。
 加算器24は、第1のマイクロフォン11の第1集音信号S1に基づいて生成された第1ノイズキャンセリング信号Snc1と、第2のマイクロフォン12の第2集音信号S2に基づいて生成された第2ノイズキャンセリング信号Snc2とを加算合成し、合成ノイズキャンセリング信号Sncとして加算器25へ出力する。
 加算器25に対しては、合成ノイズキャンセリング信号Sncの他に音源信号Smに基づくデジタル信号も入力される。
 音源信号Smは、イコライザ回路26に入力される。
 イコライザ回路26は、入力される音源信号Smに対して音質補正処理や音質効果処理のためのイコライジング処理を行い、得たデジタル信号を加算器25へ出力する。
 イコライザ回路26は、例えば、DSP内に構成されていてもよい。
 加算器25は、合成ノイズキャンセリング信号Sncとイコライザ回路26からの信号を加算合成し、出力音響信号としてDAC27へ出力する。
 加算器25からの出力信号は、DAC27でアナログ信号へ変換された後、パワーアンプ28で増幅されてドライバユニット4へ供給される。
 ドライバユニット4では、入力された出力音響信号に基づく音響出力処理が実行される。これにより、所定のノイズキャンセルポイントにおいてノイズが低減された再生音響がリスナに聴取される状態となる。
 第1のマイクロフォン11は、図2に示すように、集音面11aがドライバユニット4の振動板4aに対向するように配置されている。このような第1のマイクロフォン11の配置とすることにより、ドライバユニット4から第1のマイクロフォン11までの空間の伝達関数が変化しにくくされる。
 空間の伝達関数が変化しなければ、設定した第1FBフィルタ32において設定されたフィルタ係数で十分なノイズキャンセル性能を有したノイズキャンセリング信号を生成することが可能となる。
 即ち、第1集音信号S1を用いて生成した第1ノイズキャンセリング信号Snc1は、ノイズキャンセリング性能を十分に発揮できるものとされる。
 なお、第2のマイクロフォン12は、図2に示すように、音導空間8に設けられたものであり、ドライバユニット4から第2のマイクロフォン12までの空間の伝達関数は変化し得る。
 空間の伝達関数が変化すると、第2FBフィルタ34において設定されたフィルタ係数が適切ではなくなる場合があり、その場合には、ハウリングが発生する可能性がある。
 ハウリングの発生は、一般的に1kHz以上の高域成分に起因することが多い。
 そこで、高域成分については空間の伝達関数が変化しにくい第1のマイクロフォン11を用いて生成した第1ノイズキャンセリング信号Snc1を用いることとする。
 これにより、高域成分に起因したハウリングの発生を抑制することができる。
 また、それ以外の低域成分については、リスナの鼓膜により近い位置で集音可能な第2のマイクロフォン12を用いて生成した第2ノイズキャンセリング信号Snc2を用いる。
 これにより、キャンセルポイントを鼓膜に近づけることが可能である。
 例えば、第1ノイズキャンセリング信号Snc1は、カットオフ周波数が200HzとされたHPF31によって抽出された第1集音信号S1の高域成分に基づいて生成される。
 また、第2ノイズキャンセリング信号Snc2は、カットオフ周波数が200HzとされたLPF33によって抽出された第2集音信号S2の低域成分に基づいて生成される。
 上記構成によれば、第1集音信号S1の高域成分に基づく第1ノイズキャンセリング信号Snc1と第2集音信号S2の低域成分に基づく第2ノイズキャンセリング信号Snc2が合成されることにより合成ノイズキャンセリング信号Sncが生成されるため、ハウリングの発生を抑制しつつ鼓膜位置におけるノイズキャンセル性能を向上させることができる。
 図3では、第1DSP23Aと第2DSP23Bが設けられている例を示したが、一つのDSP内に第1集音信号S1に対するデジタルフィルタと第2集音信号S2に対するデジタルフィルタが形成されていてもよい。
 また、その場合には、同じDSPにおいてイコライザ回路26が形成されていてもよい。
 なお、図3においては、音源信号Smがデジタル信号である例を示したが、アナログ信号であってもよい。その場合には、音源信号SmがADCを用いてデジタル信号に変換されてイコライザ回路26に入力される。
 第1DSP23Aが備えるHPF31は、ハイシェルビングフィルタやハイピークEQ(イコライザ)フィルタで代用することが可能である(図19参照)。
 また、第2DSP23Bが備えるLPF33は、ローシェルビングフィルタやローピークEQフィルタで代用することが可能である(図19参照)。
 なお、音響再生装置1の内部構成は図3、図4及び図5に示す構成以外であっても構わない。一例を挙げると、例えば、第1FBフィルタ32及び第2FBフィルタ34の少なくとも一方はアナログ信号についてのフィルタであってもよい。その場合には、第1ADC22Aや第2ADC22Bが不要となる。
 また、第1DSP23Aや第2DSP23Bの代わりにCPU(Central Processing Unit)やハードワイヤード信号処理を行うハードワイヤード回路などを用いてもよい。
 更に、第1のマイクロフォン11や第2のマイクロフォン12がデジタルマイクであってもよい。その場合には、第1ADC22Aや第2ADC22Bが不要となる。
 また、図4に示すHPF31は第1FBフィルタ32の前段ではなく後段に設けられていてもよい。また、HPF31が第1FBフィルタ32の内部に設けられていてもよい。
 図5に示すLPF33についても同様に第2FBフィルタ34の後段に設けられていてもよいし、第2FBフィルタ34の内部に設けられていてもよい。
 以降の各部についても同様である。
<2-3.ヘッドフォンとしての音響再生装置>
 上述した第1の実施の形態における構成をヘッドフォンとしての音響再生装置1Aに適用した例について、図6を参照して説明する。
 なお、図2に示すイヤフォンとしての音響再生装置1と同様の構成については、同一の符号を付す。
 音響再生装置1Aは、内部空間2が形成されたハウジング3と、内部空間2に配置されるドライバユニット4と、を備えている。
 ドライバユニット4は、振動板4aを備えることにより音響出力が可能とされている。
 ハウジング3は、ドライバユニット4が取り付けられる配置凹部41が形成されたベース部42と、配置凹部41の前方の周縁部に取り付けられるイヤパッド43とを備えている。
 イヤパッド43の前方の内周縁は放音口9として形成されている。
 内部空間2は、イヤパッド43とドライバユニット4の前面と放音口9とに囲まれた空間である前方空間7aと、ベース部42とドライバユニット4の後面とに囲まれた空間である後方空間7bから成る。
 音響再生装置1Aは、フィードバック方式によるノイズキャンセル処理に用いられる第1のマイクロフォン11と第2のマイクロフォン12を備えている。
 ドライバユニット4の振動板4aの前方には、例えば網目状に形成され振動板4aを保護するための保護部材44が取り付けられている。
 保護部材44には、第1のマイクロフォン11が取り付けられる第1取付部44aと第2のマイクロフォン12が取り付けられる第2取付部44bが略中央に設けられている。
 第2のマイクロフォン12は、集音面12aが第1のマイクロフォン11の集音面11aと異なる方向を向くように配置されている。
 例えば、第1取付部44aは後方(振動板方向)及び側方に開口された凹部とされ、集音面11aが振動板4aと略対向するように第1のマイクロフォン11が取り付けられる。
 また、第2取付部44bは前方及び側方に開口された凹部とされ、集音面12aがドライバユニット4の放音方向と同じ向きとなるように第2のマイクロフォン12が取り付けられる。
 第1のマイクロフォン11と第2のマイクロフォン12は、共に前方空間7aに配置されている。即ち、第1のマイクロフォン11と第2のマイクロフォン12は同一の音響空間に配置されている。
 第1のマイクロフォン11及び第2のマイクロフォン12が同じ音響空間に配置されており、且つ、第1のマイクロフォン11の集音面11aの向きと第2のマイクロフォン12の集音面12aが異なる向きとされていることにより、マイクロフォンが配置された音響空間におけるノイズ成分を高精度に集音することが可能となる。
 従って、ノイズキャンセル性能の向上を図ることができる。
 音響再生装置1Aの内部構成のブロック図は、図3と同様の構成とされているため、説明を省略する。
 ヘッドフォンとしての音響再生装置1Aが図3及び図6に示す構成とされることで、第1集音信号S1の高域成分に基づく第1ノイズキャンセリング信号Snc1と第2集音信号S2の低域成分に基づく第2ノイズキャンセリング信号Snc2が合成されて合成ノイズキャンセリング信号Sncが生成されるため、ハウリングの発生を抑制しつつ鼓膜位置におけるノイズキャンセル性能を向上させることができる。
<3.第2の実施の形態>
<3-1.イヤフォンとしての音響再生装置>
 第2の実施の形態におけるイヤフォンとしての音響再生装置1Bは、内部空間2を複数の音響空間に分割するための音響抵抗部材51を備えている。
 具体的な構成について、図7を参照して説明する。なお、図2に示した第1の実施の形態における音響再生装置1と同様の構成については、同じ符号を付し、適宜説明を省略する。
 音響再生装置1Bは、内部空間2が形成されたハウジング3と、内部空間2に配置されるドライバユニット4と、第1のマイクロフォン11と、第2のマイクロフォン12と、を備えている。
 内部空間2は、各部が配置される配置空間7と、音導管6に囲まれた音導空間8と、から成る。
 配置空間7は、ドライバユニット4の前方の空間である前方空間7aと、ドライバユニット4の後方の空間である後方空間7bと、から成る。
 音導管6の前方の開口は、ドライバユニット4からの音響出力をハウジング3の外部へ出力するための放音口9として形成されている。
 音響再生装置1Bは、前方空間7aと音導空間8との間に両空間を隔てる音響抵抗部材51を備えている。
 即ち、前方空間7aは、ハウジング3の箱状部5とドライバユニット4と音響抵抗部材51とに囲まれた空間とされることにより、音響的に安定した空間とされる。従って、ドライバユニット4から第1のマイクロフォン11までの空間の伝達関数がより変化しにくくされる。
 また、音導空間8は、ハウジング3の音導管6と、音響抵抗部材51と、放音口9と、に囲まれた空間とされている。
 なお、二つの音響空間への分割は、音響抵抗部材51によって完全に二つの空間に分割する場合だけでなく、音響的に完全に二つの空間に分割した場合と同様の効果(或いはそれに類似した効果)を得られればよい。例えば、後述する図17や図18のように二つの音響空間の間の一部に音響抵抗部材51を配置することにより音響的に二つの空間に分割されたと見なすことができる場合であっても同様の効果を得ることができる。
 音響再生装置1Bの内部構成のブロック図は、図3と同様の構成とされている。
 音響再生装置1Bが、図3及び図7に示す構成とされることで、安定空間とされた前方空間7aで集音した信号である第1集音信号S1の高域成分に基づいて生成された第1ノイズキャンセリング信号Snc1は、ハウリングの発生をより抑制しつつノイズキャンセル性能の向上を図ることが可能なものとされる。
 また、第2ノイズキャンセリング信号Snc2は、キャンセルポイントをより鼓膜に近づけることが可能な信号とされる。
 従って、第1集音信号S1の高域成分に基づく第1ノイズキャンセリング信号Snc1と第2集音信号S2の低域成分に基づく第2ノイズキャンセリング信号Snc2が合成されて合成ノイズキャンセリング信号Sncが生成されることにより、ハウリングの発生を抑制しつつ鼓膜位置におけるノイズキャンセル性能を更に向上させることができる。
<3-2.ヘッドフォンとしての音響再生装置>
 図8にヘッドフォンとしての音響再生装置1Cの構成例を示す。
 なお、図2に示す音響再生装置1や図6に示す音響再生装置1Aや図7に示す音響再生装置1Bと同様の構成については、同一の符号を付し適宜説明を省略する。
 音響再生装置1Cは、内部空間2が形成されたハウジング3と、内部空間2に配置されるドライバユニット4と、フィードバック方式によるノイズキャンセル処理に用いられる第1のマイクロフォン11及び第2のマイクロフォン12と、を備えている。
 ドライバユニット4は、振動板4aを備えることにより音響出力が可能とされている。
 ハウジング3は、ドライバユニット4が取り付けられる配置凹部41が形成されたベース部42と、配置凹部41の前方の周縁部に取り付けられるイヤパッド43とを備えている。
 イヤパッド43の前方の内周縁は放音口9として形成されている。
 ドライバユニット4の振動板4aの前方には、例えば網目状に形成され振動板4aを保護するための保護部材44が取り付けられている。
 内部空間2は、イヤパッド43とドライバユニット4の前面と放音口9とに囲まれた空間である前方空間7aと、ベース部42とドライバユニット4の後面とに囲まれた空間である後方空間7bから成る。
 音響再生装置1Cには、前方空間7aを更に二つの音響空間に分ける音響抵抗部材51が設けられている。具体的には、音響抵抗部材51によって前方空間7aは、ドライバユニット4側の空間である内方空間52と、放音口9側の空間である外方空間53と、に分離されている。なお内方空間52及び外方空間53はイヤフォンとしての音響再生装置1における前方空間7a及び音導空間8として捉えることもできる。
 音響抵抗部材51は、例えば、保護部材44に取り付けられている。
 第1のマイクロフォン11は、集音面11aが振動板4aと略対向するように保護部材44の後面に取り付けられている。
 第2のマイクロフォン12は、集音面12aが放音口9を向くようにされて音響抵抗部材51の前面に取り付けられている。
 即ち、音響再生装置1Cが備える第1のマイクロフォン11と第2のマイクロフォン12は、音響抵抗部材51で隔てられた異なる音響空間に配置される。
 音響再生装置1Cの内部構成のブロック図は、図3と同様の構成とされている。即ち、音響再生装置1Cにおいては、第1のマイクロフォン11の第1集音信号S1の高域成分に基づいて第1ノイズキャンセリング信号Snc1が生成される。
 従って、音響的に安定空間とされた内方空間52に配置された第1のマイクロフォン11の第1集音信号S1を用いて合成ノイズキャンセリング信号Sncが生成されることにより、ハウリングの発生をより抑制することが可能なものとされる。
 また、第2集音信号S2の低域成分を用いて合成ノイズキャンセリング信号Sncが生成されることにより、鼓膜位置におけるノイズキャンセル性能を向上させることができる。
<4.第3の実施の形態>
<4-1.イヤフォンとしての音響再生装置>
 第3の実施の形態におけるイヤフォンとしての音響再生装置1Dは、内部空間2を複数の音響空間に分割する音響抵抗部材51を備えると共に、第2のマイクロフォン12をドライバユニット4の後方に配置したものである。
 具体的に、図9を参照して説明する。
 音響再生装置1Dは、内部空間2が形成されたハウジング3と、内部空間2に配置されるドライバユニット4と、第1のマイクロフォン11と、第2のマイクロフォン12と、を備えている。
 内部空間2は、各部が配置される配置空間7と、音導管6に囲まれた音導空間8と、から成る。
 配置空間7は、ドライバユニット4の前方の空間である前方空間7aと、ドライバユニット4の後方の空間である後方空間7bと、から成る。
 音響再生装置1Dは、前方空間7aと音導空間8との間に両空間を隔てる音響抵抗部材51を備えている。
 即ち、前方空間7aは、ハウジング3の箱状部5とドライバユニット4と音響抵抗部材51とに囲まれた空間とされることにより、音響的に安定した空間とされる。
 第1のマイクロフォン11は、前方空間7aにおいて集音面11aが振動板4aと略対向するように配置されている。
 第2のマイクロフォン12は、後方空間7bにおいて集音面12aが振動板4aと対向しないように配置されている。
 音響再生装置1Dの内部構成のブロック図は、図3と同様の構成とされている。
 後方空間7bに配置した第2のマイクロフォン12においては、振動板4aから前方に放出される音圧とは逆相の音圧とハウジング3を介して侵入してきたノイズが集音可能とされる。更に、第2のマイクロフォン12が集音する信号がドライバユニットからマイクロフォンまでの空間の伝達関数の変化の影響を受けにくい構成とすることができる。
 従って、第2のマイクロフォン12による第2集音信号S2を用いて合成ノイズキャンセリング信号Sncを生成することにより、ノイズキャンセル性能の向上を図ることができる。
 なお、本例においては、第1のマイクロフォン11が前方空間7aに配置され第2のマイクロフォン12が後方空間7bに配置された例を示したが、第1のマイクロフォン11が後方空間7bに配置され第2のマイクロフォン12が音導空間8に配置されていてもよい。
<4-2.ヘッドフォンとしての音響再生装置>
 第3の実施の形態におけるヘッドフォンとしての音響再生装置1Eについて、図10を参照して説明する。
 なお、図2に示す音響再生装置1や図6に示す音響再生装置1Aなど、上述した各種の音響再生装置と同様の構成については、同一の符号を付し適宜説明を省略する。
 音響再生装置1Eは、内部空間2が形成されたハウジング3と、内部空間2に配置されるドライバユニット4と、フィードバック方式によるノイズキャンセル処理に用いられる第1のマイクロフォン11及び第2のマイクロフォン12と、を備えている。
 ドライバユニット4は、振動板4aを備えることにより音響出力が可能とされている。
 ハウジング3は、ベース部42とイヤパッド43とを備えている。イヤパッド43の前方の内周縁は放音口9として形成されている。
 ドライバユニット4の振動板4aの前方には、保護部材44が取り付けられている。
 第1のマイクロフォン11は、前方空間7aに配置されている。具体的には、第1のマイクロフォン11は、集音面11aが振動板4aと略対向するように保護部材44の後面に取り付けられている。
 第2のマイクロフォン12は、後方空間7bに配置されている。具体的には、第2のマイクロフォン12は、集音面12aが第1のマイクロフォン11の集音面11aとは異なる向きとなるようにハウジング3に取り付けられている。
 即ち、音響再生装置1Eが備える第1のマイクロフォン11と第2のマイクロフォン12は、異なる音響空間に配置される。
 後方空間7bに配置した第2のマイクロフォン12においては、振動板4aから前方に放出される音圧とは逆相の音圧とハウジング3を介して侵入してきたノイズが集音可能とされる。
 従って、第2のマイクロフォン12による第2集音信号S2を用いて合成ノイズキャンセリング信号Sncを生成することにより、ノイズキャンセル性能の向上を図ることができる。
<5.第4の実施の形態>
<5-1.音響再生装置の構成>
 図11は、第4の実施の形態におけるイヤフォンとしての音響再生装置1Fである。第4の実施の形態における音響再生装置1Fは、フィードフォワード方式のノイズキャンセリング信号を生成するための第3のマイクロフォン61を備えている。
 具体的に、音響再生装置1Fの構成について、図11を参照して説明する。
 音響再生装置1Fは、内部空間2が形成されたハウジング3と、内部空間2に配置されるドライバユニット4と、フィードバック方式によるノイズキャンセル処理に用いられる第1のマイクロフォン11及び第2のマイクロフォン12と、フィードフォワード方式によるノイズキャンセル処理に用いられる第3のマイクロフォン61と、を備えている。
 内部空間2は、各部が配置される配置空間7と、音導管6に囲まれた音導空間8と、から成る。
 配置空間7は、ドライバユニット4の前方の空間である前方空間7aと、ドライバユニット4の後方の空間である後方空間7bと、から成る。
 第1のマイクロフォン11は、前方空間7aにおいて集音面11aが振動板4aと略対向するように配置されている。
 第2のマイクロフォン12は、集音面12aが第1のマイクロフォン11の集音面11aと異なる方向を向くように音導空間8に配置されている。
 第3のマイクロフォン61は、音響再生装置1Fの外部の音を集音可能なように集音面61aが外部空間に位置するようにハウジング3に取り付けられている。
 これにより、フィードバック方式のノイズキャンセル処理とフィードフォワード方式のノイズキャンセル処理を組み合わせることができ、ノイズキャンセル性能を向上させることができる。
 なお、前方空間7aと音導空間8との間に両空間を隔てる音響抵抗部材51を音響再生装置1Fが備えていてもよい。
 これにより、前方空間7aは、ハウジング3の箱状部5とドライバユニット4と音響抵抗部材51とに囲まれた音響的に安定した空間とされる。
<5-2.音響再生装置の内部構成>
 図12は、音響再生装置1Fの内部構成のブロック図である。
 音響再生装置1Fは、第1のマイクロフォン11の第1集音信号S1に対する処理を行うための各部として、第1アンプ21Aと、第1ADC22Aと、第1DSP23Aと、を備えている。
 また、音響再生装置1Fは、第2のマイクロフォン12の集音信号S2に対する処理を行うための各部として、第2アンプ21Bと、第2ADC22Bと、第2DSP23Bと、を備えている。
 更に、音響再生装置1は、第3のマイクロフォン61の集音信号S3に対する処理を行うための各部として、第3アンプ21Cと、第3ADC22Cと、第3DSP23Cと、を備えている。
 音響再生装置1Fは、加算器24,25と、イコライザ回路26と、DAC27と、パワーアンプ28と、を備え、更に加算器62を備えている。
 第1集音信号S1は、前述したように、ドライバユニット4の振動板4aの前方空間7aのノイズを含んだ音響を集音したものである。
 第1集音信号S1は、第1アンプ21Aで増幅された後、第1ADC22Aでデジタル信号に変換されて第1DSP23Aに入力される。
 第1DSP23Aは、フィードバック方式のノイズキャンセリング信号を生成するためのデジタルフィルタを備えている(図4参照)。
 第1DSP23Aで生成された信号は、加算器24に入力される。
 第2集音信号S2は、前述したように、音導管6の内部空間である音導空間8のノイズを含んだ音響を集音したものである。
 第2集音信号S2は、第2アンプ21Bで増幅された後、第2ADC22Bでデジタル信号に変換されて第2DSP23Bに入力される。
 第2DSP23Bは、フィードバック方式のノイズキャンセリング信号を生成するためのデジタルフィルタを備えている(図5参照)。
 第2DSP23Bで生成された信号は、加算器24に入力される。
 加算器24は、第1のマイクロフォン11の第1集音信号S1に基づいて生成された第1ノイズキャンセリング信号Snc1と、第2のマイクロフォン12の第2集音信号S2に基づいて生成された第2ノイズキャンセリング信号Snc2とを加算合成し、加算器62へ出力する。
 第3集音信号S3は、音響再生装置1Fの外部空間のノイズを含んだ音響を集音したものである。
 第3集音信号S3は、第3アンプ21Cで増幅された後、第3ADC22Cでデジタル信号に変換されて第3DSP23Cに入力される。
 第3DSP23Cは、フィードフォワード方式のノイズキャンセリング信号を生成するためのデジタルフィルタを備えている。具体的には、図13に示すように、第3FFフィルタ63を備えている。
 第3FFフィルタ63は、フィードフォワード方式のデジタルノイズキャンセリング信号を生成するためのデジタルフィルタである。即ち、第3FFフィルタ63は、第3集音信号S3に基づいて第3ノイズキャンセリング信号Snc3を生成する。
 第3DSP23Cで生成された第3ノイズキャンセリング信号Snc3は、加算器62に入力される。
 加算器62は、第1のマイクロフォン11の第1集音信号S1に基づいて生成された第1ノイズキャンセリング信号Snc1と第2のマイクロフォン12の第2集音信号S2に基づいて生成された第2ノイズキャンセリング信号Snc2の合成信号と、第3のマイクロフォン61の第3集音信号S3に基づいて生成された第3ノイズキャンセリング信号Snc3とを加算合成し、合成ノイズキャンセリング信号Sncとして加算器25へ出力する。
 加算器25に対しては、合成ノイズキャンセリング信号Sncの他に音源信号Smに基づくデジタル信号も入力される。
 音源信号Smは、イコライザ回路26に入力される。
 イコライザ回路26は、入力される音源信号Smに対して音質補正処理や音質効果処理のためのイコライジング処理を行い、得たデジタル信号を加算器25へ出力する。
 イコライザ回路26は、例えば、DSP内に構成されていてもよい。
 加算器25は、合成ノイズキャンセリング信号Sncとイコライザ回路26からの信号を加算合成し、出力音響信号としてDAC27へ出力する。
 加算器25からの出力信号は、DAC27でアナログ信号へ変換された後、パワーアンプ28で増幅されてドライバユニット4へ供給される。
 ドライバユニット4では、入力された出力音響信号に基づく音響出力処理が実行される。これにより、所定のノイズキャンセルポイントにおいてノイズが低減された再生音響がリスナに聴取される状態となる。
 第1のマイクロフォン11は、図11に示すように、集音面11aがドライバユニット4の振動板4aに対向するように配置されているため、第1ノイズキャンセリング信号Snc1は、ハウリングの発生を抑制することが可能とされる。
 また、集音面12aが第1のマイクロフォン11とは異なる向きとされた第2のマイクロフォン12による第2集音信号S2を用いることにより、キャンセルポイントを鼓膜に近づけることが可能である。
 更に、集音面61aが音響再生装置1Fの外部空間のノイズを拾うように構成されていることにより、フィードフォワード方式によるノイズキャンセル処理を行うことが可能である。
 第3のマイクロフォン61による第3集音信号S3を用いることにより、ノイズキャンセル性能を向上させることができる。
 図12では、第1DSP23Aと第2DSP23Bと第3DSP23Cが設けられている例を示したが、一つのDSP内に第1集音信号S1用のデジタルフィルタと第2集音信号S2用のデジタルフィルタと第3集音信号S3用のデジタルフィルタが形成されていてもよい。
 また、その場合には、同じDSPにおいてイコライザ回路26が形成されていてもよい。
 なお、図3においては、音源信号Smがデジタル信号である例を示したが、アナログ信号であってもよい。その場合には、音源信号SmがADCを用いてデジタル信号に変換されてイコライザ回路26に入力される。
 また、第4の実施の形態としての音響再生装置1Fは、第3のマイクロフォン61を備えたヘッドフォンとしての音響再生装置でもよく、その場合でも同様の効果を得ることができる。
<6.変形例>
<6-1.第1変形例>
 上述した各例では、第1集音信号S1、第2集音信号S2それぞれに対して、ノイズキャンセリング信号を生成するためのデジタルフィルタが設けられている例を説明した。
 即ち、図3,図4及び図5で説明したように、音響再生装置1においては、第1集音信号S1を用いて第1ノイズキャンセリング信号Snc1を生成するためのデジタルフィルタとして第1FBフィルタ32が設けられ、第2集音信号S2を用いて第2ノイズキャンセリング信号Snc2を生成するためのデジタルフィルタとして第2FBフィルタ34が設けられている。
 デジタルフィルタ処理の演算量を削減するために、合成ノイズキャンセリング信号Sncを生成するためのデジタルフィルタが一つだけ設けられていてもよい。
 具体的に図14を参照して、合成ノイズキャンセリング信号Sncを生成するためのデジタルフィルタが一つだけ設けられた音響再生装置1Gの内部構成を説明する。
 音響再生装置1Gは、第1のマイクロフォン11の第1集音信号S1に対する処理を行うための各部として、第1アンプ21Aと、第1ADC22Aと、HPF71と、を備えている。即ち、音響再生装置1Gは、第1集音信号S1についてのデジタルフィルタ処理を行う第1DSPを備えていない。
 第1集音信号S1は、第1アンプ21Aで増幅された後、第1ADC22Aでデジタル信号に変換され、更にHPF71で低域成分を除去されて加算器73に入力される。
 音響再生装置1Gは、第2のマイクロフォン12の第2集音信号S2に対する処理を行うための各部として、第2アンプ21Bと、第2ADC22Bと、LPF72と、を備えている。即ち、音響再生装置1Gは、第2集音信号S2についてのデジタルフィルタ処理を行う第2DSPを備えていない。
 第2集音信号S2は、第2アンプ21Bで増幅された後、第2ADC22Bでデジタル信号に変換され、更にLPF72で高域成分を除去されて加算器73に入力される。
 加算器73は、第1のマイクロフォン11の第1集音信号S1の高域成分と、第2のマイクロフォン12の第2集音信号S2の低域成分とを加算合成し、ノイズキャンセリング信号を生成するためのデジタルフィルタであるFBフィルタ74へ出力する。
 FBフィルタ74は、加算合成された集音信号に基づいて、ノイズキャンセリング信号Snc’を生成するためのデジタルフィルタ処理を行う。
 生成されたノイズキャンセリング信号Snc’は、前述した合成ノイズキャンセリング信号Sncと見なすことが可能である。
 加算器25は、ノイズキャンセリング信号Snc’とイコライザ回路26からの信号を加算合成し、出力音響信号としてDAC27へ出力する。
 DAC27は、加算器25からの入力信号をアナログ信号へ変換し、パワーアンプ28へ出力する。
 パワーアンプ28は、入力信号を増幅してドライバユニット4へ供給する。
 ドライバユニット4では、入力された出力音響信号に基づく音響出力処理が実行される。
 なお、図14に示すHPF71は、第1ADC22Aの後段ではなく前段に設けられていてもよい。即ち、アナログ信号についてのフィルタ処理を行ってもよい。
 同様に、LPF72は第2ADC22Bの前段に設けられていてもよい。
 なお、HPF71はハイシェルビングフィルタやハイピークEQフィルタなどで代用することが可能である。また、LPF72はローシェルビングフィルタやローピークEQフィルタなどで代用することが可能である。
 更に、HPF71やLPF72が設けられておらず、FBフィルタ74のみが設けられている構成であってもよい。
<6-2.第2変形例>
 第2の実施の形態では、音響再生装置1B,1Cに音響抵抗部材51が設けられている例を説明した。
 ここでは、音響抵抗部材51の取り付け態様について、ヘッドフォン型の音響再生装置1Cを例示して説明する。
 保護部材44への音響抵抗部材51の取り付け例の一つ目を図15に示す。音響抵抗部材51(斜線のハッチングで図示する)は、保護部材44の前方における全面に亘って取り付けられていてもよい。
 これにより、音響抵抗部材51の前方の空間(例えば外方空間53)と後方の空間(例えば内方空間52)を音響的に分断することができる。従って、後方の空間を音響的により安定した空間とすることができ、ハウリングの発生を抑制することができる。
 保護部材44への音響抵抗部材51の取り付け例の二つ目を図16に示す。音響抵抗部材51(斜線のハッチングで図示する)は、保護部材44の略中央部を覆うように前方から取り付けられてもよい。
 この場合には、音響抵抗部材51の中央に第1のマイクロフォン11が位置するようにすることが好ましい。
 保護部材44への音響抵抗部材51の取り付け例の三つ目を図17に示す。音響抵抗部材51(斜線のハッチングで図示する)は、保護部材44の上半分の領域や下半分の領域や右半分の領域や左半分の領域を覆うように前方から取り付けられてもよい。
 また、その場合には、音響抵抗部材51が保護部材44の中央部に対して音響抵抗部材51によって覆われた部分にオフセットするように位置されることが好ましい。
 保護部材44への音響抵抗部材51の取り付け例の四つ目を図18に示す。音響抵抗部材51(斜線のハッチングで図示する)は、保護部材44の上端から下端にかけて中央部を覆うように前方から取り付けられてもよい。
 また、その場合には、音響抵抗部材51の中央に第1のマイクロフォン11が位置するようにすることが好ましい。
 図15に示すような保護部材44の全面に亘って音響抵抗部材51を取り付ける構成以外に、図16,図17及び図18に示すような構成であっても、後方の空間を音響的に安定した空間とすることができるため、ハウリングの発生を抑制する効果を得ることができる。
<6-3.その他>
 なお、上述した各例では、音響再生装置としてヘッドフォンやイヤフォンを例に挙げたが、それ以外の例も考えられる。例えば、部屋のようなある程度の広さを有した空間におけるノイズキャンセル処理を行うために生成されるノイズキャンセリング信号についても、上述した構成を適用することができる。
 即ち、FB制御に用いる第1MCと第2MCが部屋内に設けられる。この場合には、第1MCよりも第2MCの方が窓やドアの近くとなるように配置される。
 更に、部屋の外部にFF制御に用いる第3MCを設けてもよい。
 このようにして、音響空間としての部屋で音楽などを視聴する場合に、ノイズが低減され視聴に適した空間を提供することができる。
<7.まとめ>
 上述したヘッドフォンやイヤフォンなどの音響再生装置1(1A,1B,1C,1D,1E,1G)においては、フィードバック方式によるノイズキャンセル処理に用いられる第1のマイクロフォン11と、第1のマイクロフォン11とは異なる方向に集音面を有しフィードバック方式によるノイズキャンセル処理に用いられる第2のマイクロフォン12と、第1のマイクロフォン11により集音された第1集音信号S1と第2のマイクロフォン12により集音された第2集音信号S2とを用いてノイズキャンセリング信号(を生成する音響信号処理部(第1DSP23A、第2DSP23B等)と、を備えている。
 フィードバック方式によるノイズキャンセル処理に用いるためのマイクロフォンを複数備えた構成において、音響再生装置1内の複数の音響空間(例えば、ドライバユニット4の前方空間7aと音導管内の空間(音導空間8))において集音を行う状態にしやすい。
 フィードバック方式に用いるマイクロフォンを複数用いることで、ノイズキャンセル効果の向上に寄与することができるが、それぞれのマイクロフォンの集音方向を変えることで、複数の空間においてノイズを含む音響信号の集音を適切に行うことができ、フィードバック方式によるノイズキャンセル効果の向上に好適である。
 第1の実施の形態(図2)で説明したように、音響再生装置1においては、第1のマイクロフォン11の集音面11aは第2のマイクロフォン12の集音面12aよりもノイズキャンセリング信号に基づいて音響出力を行うドライバユニット4の近くに位置されていてもよい。
 これにより、ドライバユニット4から第1のマイクロフォン11の集音面11aまでの空間の伝達関数が変化しにくくされる。
 従って、第1FBフィルタ32において設定されたフィルタ係数で十分なノイズキャンセル性能を有した第1ノイズキャンセリング信号Snc1を生成することが可能となる。即ち、第1のマイクロフォン11の集音信号により生成された第1ノイズキャンセリング信号Snc1を加えることにより、ノイズキャンセル性能を向上させることができる。
 第1の実施の形態(図2)で説明したように、音響再生装置1においては、第1のマイクロフォン11の集音面11aはノイズキャンセリング信号に基づいて音響出力を行うドライバユニット4の放音方向(前方)に対向して位置されていてもよい。
 これにより、ドライバユニット4から第1のマイクロフォン11の集音面11aまでの空間の伝達関数が変化しにくくされる。
 従って、第1FBフィルタ32において設定されたフィルタ係数で十分なノイズキャンセル性能を有した第1ノイズキャンセリング信号Snc1を生成することが可能となる。即ち、第1のマイクロフォン11の集音信号により生成された第1ノイズキャンセリング信号Snc1を加えることにより、ノイズキャンセル性能を向上させることができる。
 第1の実施の形態(図2)で説明したように、音響再生装置1においては、ノイズキャンセリング信号に基づいて音響出力を行うドライバユニット4が配置されドライバユニット4からの出力音が放音される放音口9を有したハウジング3を備え、第1のマイクロフォン11及び第2のマイクロフォン12は、ハウジング3内に配置され、第2のマイクロフォン12は第1のマイクロフォン11よりも放音口9に近い位置に位置されていてもよい。
 これにより、第2のマイクロフォン12は第1のマイクロフォン11よりも耳の鼓膜に近い位置における集音を行うことができる。
 従って、キャンセルポイントが耳の鼓膜に近くなり、ノイズキャンセル性能の向上を図ることができる。
 第1の実施の形態(図2、図6)や、第2の実施の形態(図7、図8)や、第3の実施の形態(図9、図10)や、第4の実施の形態(図11)などで説明したように、音響再生装置1においては、第2のマイクロフォン12の集音面12aはノイズキャンセリング信号に基づいて音響出力を行うドライバユニット4の放音方向(前方)に対向しないように位置されていてもよい。
 これにより、第2のマイクロフォン12がノイズを集音しやすくされる。
 従って、ノイズキャンセル性能の向上を図ることができる。
 第1の実施の形態(図6)で説明したように、音響再生装置1においては、ハウジング3内においてドライバユニット4の放音方向に少なくとも一つの音響空間が位置し、第1のマイクロフォン11及び第2のマイクロフォン12は一つの音響空間に位置されていてもよい。
 これにより、マイクロフォンが配置された音響空間におけるノイズ成分を高精度に集音することができる。
 従って、フィルタ係数の設定をより適切に行うことが可能とされ、ノイズキャンセル性能の向上を図ることができる。
 また、音響空間を複数に分割するための部材等の配置が不要とされる。これにより、製造に係るコストの削減を行うことができる。また、部品点数が削減されることにより、組み立て工数の削減を図ることができる。
 第1の実施の形態(図6)や第2の実施の形態(図8)や第3の実施の形態(図10)などで説明したように、音響再生装置1においては、第1のマイクロフォン11は集音面11aがドライバユニット4の放音方向に対向するように位置され、第2のマイクロフォン12は集音面12aがドライバユニット4の放音方向と同じ向きになるように位置されていてもよい。
 これにより、ドライバユニット4から第1のマイクロフォン11の集音面11aまでの空間の伝達関数が変化しにくい。また、第2のマイクロフォン12は鼓膜により近い位置のノイズを集音しやすくされる。
 従って、第1のマイクロフォン11の第1集音信号S1と第2のマイクロフォン12の第2集音信号S2の双方を用いてノイズキャンセリング信号を生成することにより、ハウリングの発生を抑制しつつノイズキャンセル性能を向上させることが可能となる。
 第1の実施の形態(図2)や第2の実施の形態(図7、図8)、或いは、第3の実施の形態(図9、図10)などで説明したように、音響再生装置1においては、第1のマイクロフォン11及び第2のマイクロフォン12は異なる音響空間に配置されていてもよい。
 これにより、第1のマイクロフォン11と第2のマイクロフォン12で集音されるノイズが異なるものとされる。
 従って、第1のマイクロフォン11の第1集音信号S1と第2のマイクロフォン12の第2集音信号S2の双方に基づいてノイズキャンセリング信号を生成することにより、ノイズキャンセル性能の向上を図ることが可能となる。
 第1の実施の形態(図2)や第2の実施の形態(図7、図8)、或いは、第3の実施の形態(図9、図10)などで説明したように、音響再生装置1においては、ハウジング3内に複数の音響空間が設けられ、第1のマイクロフォン11及び第2のマイクロフォン12は複数の音響空間における異なる空間に位置されていてもよい。
 これにより、第1のマイクロフォン11と第2のマイクロフォン12が共にハウジング3内に配置される。また、第1のマイクロフォン11と第2のマイクロフォン12で集音されるノイズがより異なるものとされる。
 従って、ハウジング内の異なる位置における集音信号を得ることができ、ノイズキャンセル性能の向上を図ることができる。
 第2の実施の形態(図7、図8)などで説明したように、音響再生装置1においては、第1のマイクロフォン11が位置される第1音響空間(前方空間7a、内方空間52)と第2のマイクロフォン12が位置される第2音響空間(音導空間8)を隔てる音響抵抗部材51が配置されていてもよい。
 これにより、一方の音響空間(前方空間7a)についてドライバユニット4からマイクロフォン(第1のマイクロフォン11)までの空間の伝達関数が変化しにくい安定空間とすることができる。
 従って、設定されたフィルタ係数を用いて高いノイズキャンセル効果を得ることができる。
 第2の実施の形態(図7、図8)などで説明したように、音響再生装置1においては、ノイズキャンセリング信号に基づいて音響出力を行うドライバユニット4が配置されドライバユニット4からの出力音が放音される放音口9を有したハウジング3を備え、第1音響空間(前方空間7a)は、ドライバユニット4と音響抵抗部材51とハウジング3とに囲まれた空間とされ、第2音響空間(音導空間8)は、音響抵抗部材51とハウジング3と放音口9とに囲まれた空間とされていてもよい。
 これにより、第1音響空間は、空間の伝達関数が変化しにくい安定空間とされる。また、第2音響空間は、鼓膜により近い位置のノイズを集音しやすい空間とされる。
 音響的な安定空間とされた第1音響空間(図2における前方空間7aや図8における内方空間52など)に配置された第1のマイクロフォン11の第1集音信号S1を用いて第1ノイズキャンセリング信号Snc1を生成することで、第1FBフィルタ32に設定されたフィルタ係数はノイズキャンセル性能の高い適切なものとすることができる。
 また、イヤフォンやヘッドフォンなどの音響再生装置は使用状態によって変形する場合がある。その場合には、空間伝達関数が変化することにより、設定されたフィルタ係数が適切でなくなり、ハウリングの発生などを招来してしまう虞がある。そのような場合であっても、第1音響空間が音響抵抗部材51によって外部と遮蔽されることにより音響的な安定状態が維持されることで、フィルタ係数の適切な設定が確保され、ハウリングの発生を抑制することができる。
 しかし、安定空間に配置されたマイクロフォン(第1のマイクロフォン11)では、ノイズキャンセル効果を発揮したいポイント付近(即ち鼓膜付近)のノイズを十分に集音することができない場合がある。ノイズの集音が不十分である場合には、生成されたノイズキャンセリング信号が適切なものではなくなり、鼓膜位置におけるアクティブノイズキャンセル効果が低減してしまう場合がある。
 本構成によれば、第1音響空間とは異なる第2音響空間(図2における音導空間8や図8における外方空間53など)に配置された第2のマイクロフォン12の第2集音信号S2を用いて第2ノイズキャンセリング信号Snc2が生成されるため、ハウリングを抑えつつ高いノイズキャンセル性能を発揮することができる。
 第3の実施の形態(図9、図10)などで説明したように、音響再生装置1においては、第1のマイクロフォン11はノイズキャンセリング信号に基づいて音響出力を行うドライバユニット4の放音方向である前方側に位置され、第2のマイクロフォン12はドライバユニット4の後方側に位置されていてもよい。
 これにより、例えば、ドライバユニット4の後方に位置する第2のマイクロフォン12は、音響出力の逆相の音を集音可能とされる。更に、第2のマイクロフォン12は、ドライバユニット4から第2のマイクロフォン12の集音面12aまでの空間の伝達関数がリスナの装着状態により変化しにくくされる。
 このとき、第2のマイクロフォン12は、第1のマイクロフォン11の第1集音信号S1に基づいて生成されたノイズキャンセリング信号では消しきれなかったノイズについても集音される。
 従って、第1のマイクロフォン11の第1集音信号S1だけでなく第2のマイクロフォン12の第2集音信号S2に基づいてノイズキャンセリング信号を生成することにより、高いノイズキャンセル性能を発揮することができる。
 第1の実施の形態(図4、図5)で説明したように、音響再生装置1においては、第1集音信号S1の高域成分に基づいて第1ノイズキャンセリング信号Snc1を生成する第1フィードバックフィルタ(第1FBフィルタ32)と、第2集音信号S2の低域成分に基づいて第2ノイズキャンセリング信号Snc2を生成する第2フィードバックフィルタ(第2FBフィルタ34)と、を備え、音響信号処理部は、第1ノイズキャンセリング信号Snc1と第2ノイズキャンセリング信号Snc2に基づいてノイズキャンセリング信号の生成を行ってもよい。
 第1のマイクロフォン11は第2のマイクロフォン12よりもドライバユニット4の近くに配置されているため、第1FBフィルタ32に設定されるフィルタ係数は第2FBフィルタ34に設定されるフィルタ係数よりも不適切なものになりにくい。これにより、第1集音信号S1に基づく第1ノイズキャンセリング信号Snc1は、第2集音信号S2に基づく第2ノイズキャンセリング信号Snc2よりもハウリングが発生しにくいものとすることができる。
 従って、ハウリングが起きやすい高域成分については、第1集音信号S1を用いることによりハウリングが発生しにくい第1ノイズキャンセリング信号Snc1を生成し、ハウリングが起きにくい低域成分については、第2集音信号S2を用いてノイズキャンセル性能を向上させた第2ノイズキャンセリング信号Snc2を生成する。これらを用いてノイズキャンセリング信号を生成することにより、ハウリングの発生を抑制しつつノイズキャンセル性能を向上させることができる。
 第1の実施の形態(図4、図5)で説明したように、音響再生装置1においては、ハイパスフィルタHPF31、ハイシェルビングフィルタまたはハイピークEQフィルタによって第1集音信号S1の高域成分が抽出され、ローパスフィルタLPF33、ローシェルビングフィルタまたはローピークEQフィルタによって第2集音信号S2の低域成分が抽出されてもよい。
 これにより、ドライバユニット4からマイクロフォンまでの空間の伝達関数が変化しにくい第1のマイクロフォン11のフィードバックループに対して、ハウリングしやすい高域成分の集音信号を入力することができる。また、鼓膜により近い位置のノイズを集音しやすい第2のマイクロフォン12のフィードバックループに対して、低域成分の集音信号を入力することができる。
 従って、ハウリングの発生を抑制することができる。また、第1集音信号S1の低域成分が除去されることにより、第2集音信号S2に基づくノイズキャンセル性能を向上させることができる。
 第4の実施の形態(図11)などで説明したように、音響再生装置1においては、フィードフォワード方式によるノイズキャンセル処理に用いられる第3のマイクロフォン61を備え、音響信号処理部(第1DSP23A、第2DSP23B、第3FFフィルタ63等)は、第1集音信号S1と第2集音信号S2と第3のマイクロフォン61により集音された第3集音信号S3とを用いてノイズキャンセリング信号の生成を行ってもよい。
 例えば、音響再生装置1Fの外部の音を集音するように第3のマイクロフォン61を設けることが考えられる。
 このような第3のマイクロフォン61による第3集音信号S3を用いることにより、ノイズキャンセル性能を向上させることができる。
 上述した各種の実施の形態のように、信号処理装置は、フィードバック方式によるノイズキャンセル処理に用いられる第1のマイクロフォン11によって集音された第1集音信号S1と、第1のマイクロフォン11とは異なる方向に集音面を有しフィードバック方式によるノイズキャンセル処理に用いられる第2のマイクロフォン12によって集音された第2集音信号S2と、を用いてノイズキャンセリング信号を生成する音響信号処理部(第1DSP23A、第2DSP23B等)を備えている。
 また、信号処理装置が実行する信号処理方法は、フィードバック方式によるノイズキャンセル処理に用いられる第1のマイクロフォン11によって集音された第1集音信号S1と、第1のマイクロフォン11とは異なる方向に集音面を有しフィードバック方式によるノイズキャンセル処理に用いられる第2のマイクロフォン12によって集音された第2集音信号S2と、を用いてノイズキャンセリング信号を生成するもので方法である。
 このような信号処理装置及び信号処理方法により、音響再生装置1内の複数の音響空間(例えば、ドライバユニット4の前方空間7aと音導管内の空間(音導空間8))において集音を行う状態にしやすく、フィードバック方式に用いるマイクロフォンを複数用いることで、ノイズキャンセル効果の向上に寄与することができるが、それぞれのマイクロフォンの集音方向を変えることで、複数の空間においてノイズを含む音響信号の集音を適切に行うことができる。これにより、フィードバック方式によるノイズキャンセル効果の向上が可能とされる。
 なお、本明細書に記載された効果はあくまでも例示であって限定されるものではなく、また他の効果があってもよい。
 また、上述した各例は、組み合わせが不可能でない限りいかように組み合わせることも可能である。
<8.本技術>
 なお本技術のヘッドフォン装置は以下のような構成も採ることができる。
(1)
 フィードバック方式によるノイズキャンセル処理に用いられる第1のマイクロフォンと、
 前記第1のマイクロフォンとは異なる方向に集音面を有しフィードバック方式によるノイズキャンセル処理に用いられる第2のマイクロフォンと、
 前記第1のマイクロフォンにより集音された第1集音信号と前記第2のマイクロフォンにより集音された第2集音信号とを用いてノイズキャンセリング信号を生成する音響信号処理部と、を備えた
 音響再生装置。
(2)
 前記第1のマイクロフォンの集音面は前記第2のマイクロフォンの集音面よりも前記ノイズキャンセリング信号に基づいて音響出力を行うドライバユニットの近くに位置された
 上記(1)に記載の音響再生装置。
(3)
 前記第1のマイクロフォンの集音面は前記ノイズキャンセリング信号に基づいて音響出力を行うドライバユニットの放音方向に対向して位置された
 上記(1)から上記(2)の何れかに記載の音響再生装置。
(4)
 前記ノイズキャンセリング信号に基づいて音響出力を行うドライバユニットが配置され前記ドライバユニットからの出力音が放音される放音口を有したハウジングを備え、
 前記第1のマイクロフォン及び前記第2のマイクロフォンは、前記ハウジング内に配置され、
 前記第2のマイクロフォンは前記第1のマイクロフォンよりも前記放音口に近い位置に位置された
 上記(1)から上記(3)の何れかに記載の音響再生装置。
(5)
 前記第2のマイクロフォンの集音面は前記ノイズキャンセリング信号に基づいて音響出力を行うドライバユニットの放音方向に対向しないように位置された
 上記(1)から上記(4)の何れかに記載の音響再生装置。
(6)
 前記ハウジング内において前記ドライバユニットの放音方向に少なくとも一つの音響空間が位置し、
 前記第1のマイクロフォン及び前記第2のマイクロフォンは前記一つの音響空間に位置された
 上記(4)に記載の音響再生装置。
(7)
 前記第1のマイクロフォンは集音面が前記ドライバユニットの放音方向に対向するように位置され、
 前記第2のマイクロフォンは集音面が前記ドライバユニットの放音方向と同じ向きになるように位置された
 上記(6)に記載の音響再生装置。
(8)
 前記第1のマイクロフォン及び前記第2のマイクロフォンは異なる音響空間に配置された
 上記(1)から上記(5)の何れかに記載の音響再生装置。
(9)
 前記ハウジング内に複数の音響空間が設けられ、
 前記第1のマイクロフォン及び前記第2のマイクロフォンは前記複数の音響空間における異なる空間に位置された
 上記(4)または上記(6)の何れかに記載の音響再生装置。
(10)
 前記第1のマイクロフォンが位置される第1音響空間と前記第2のマイクロフォンが位置される第2音響空間を隔てる音響抵抗部材が配置された
 上記(8)に記載の音響再生装置。
(11)
 前記ノイズキャンセリング信号に基づいて音響出力を行うドライバユニットが配置され前記ドライバユニットからの出力音が放音される放音口を有したハウジングを備え、
 前記第1音響空間は、前記ドライバユニットと前記音響抵抗部材と前記ハウジングとに囲まれた空間とされ、
 前記第2音響空間は、前記音響抵抗部材と前記ハウジングと前記放音口とに囲まれた空間とされた
 上記(10)に記載の音響再生装置。
(12)
 前記第1のマイクロフォンは前記ノイズキャンセリング信号に基づいて音響出力を行うドライバユニットの放音方向である前方側に位置され、
 前記第2のマイクロフォンは前記ドライバユニットの後方側に位置された
 上記(1)から上記(11)の何れかに記載の音響再生装置。
(13)
 前記第1集音信号の高域成分に基づいて第1ノイズキャンセリング信号を生成する第1フィードバックフィルタと、
 前記第2集音信号の低域成分に基づいて第2ノイズキャンセリング信号を生成する第2フィードバックフィルタと、を備え、
 前記音響信号処理部は、前記第1ノイズキャンセリング信号と前記第2ノイズキャンセリング信号に基づいて前記ノイズキャンセリング信号の生成を行う
 上記(2)に記載の音響再生装置。
(14)
 ハイパスフィルタ、ハイシェルビングフィルタまたはハイピークEQフィルタによって前記第1集音信号の高域成分が抽出され、
 ローパスフィルタ、ローシェルビングフィルタまたはローピークEQフィルタによって前記第2集音信号の低域成分が抽出される
 上記(13)に記載の音響再生装置。
(15)
 フィードフォワード方式によるノイズキャンセル処理に用いられる第3のマイクロフォンを備え、
 前記音響信号処理部は、前記第1集音信号と前記第2集音信号と前記第3のマイクロフォンにより集音された第3集音信号とを用いて前記ノイズキャンセリング信号の生成を行う
 上記(1)から上記(14)の何れかに記載の音響再生装置。
(16)
 フィードバック方式によるノイズキャンセル処理に用いられる第1のマイクロフォンによって集音された第1集音信号と、前記第1のマイクロフォンとは異なる方向に集音面を有しフィードバック方式によるノイズキャンセル処理に用いられる第2のマイクロフォンによって集音された第2集音信号と、を用いてノイズキャンセリング信号を生成する音響信号処理部を備えた
 信号処理装置。
(17)
 フィードバック方式によるノイズキャンセル処理に用いられる第1のマイクロフォンによって集音された第1集音信号と、前記第1のマイクロフォンとは異なる方向に集音面を有しフィードバック方式によるノイズキャンセル処理に用いられる第2のマイクロフォンによって集音された第2集音信号と、を用いてノイズキャンセリング信号を生成する
 信号処理方法。
1,1A,1B,1C,1D,1E,1F 音響再生装置
3 ハウジング
4 ドライバユニット
7a 前方空間(第1音響空間)
8 音導空間(第2音響空間)
9 放音口
11 第1のマイクロフォン
11a 集音面
12 第2のマイクロフォン
12a 集音面
23A 第1DSP(音響信号処理部)
23B 第2DSP(音響信号処理部)
31 HPF
32 第1FBフィルタ
33 LPF
34 第2FBフィルタ
51 音響抵抗部材
52 内方空間(第1音響空間)
61 第3のマイクロフォン
63 第3FFフィルタ
71 HPF
72 LPF
S1 第1集音信号
S2 第2集音信号
S3 第3集音信号
Snc1 第1ノイズキャンセリング信号
Snc2 第2ノイズキャンセリング信号
Snc 合成ノイズキャンセリング信号

Claims (17)

  1.  フィードバック方式によるノイズキャンセル処理に用いられる第1のマイクロフォンと、
     前記第1のマイクロフォンとは異なる方向に集音面を有しフィードバック方式によるノイズキャンセル処理に用いられる第2のマイクロフォンと、
     前記第1のマイクロフォンにより集音された第1集音信号と前記第2のマイクロフォンにより集音された第2集音信号とを用いてノイズキャンセリング信号を生成する音響信号処理部と、を備えた
     音響再生装置。
  2.  前記第1のマイクロフォンの集音面は前記第2のマイクロフォンの集音面よりも前記ノイズキャンセリング信号に基づいて音響出力を行うドライバユニットの近くに位置された
     請求項1に記載の音響再生装置。
  3.  前記第1のマイクロフォンの集音面は前記ノイズキャンセリング信号に基づいて音響出力を行うドライバユニットの放音方向に対向して位置された
     請求項1に記載の音響再生装置。
  4.  前記ノイズキャンセリング信号に基づいて音響出力を行うドライバユニットが配置され前記ドライバユニットからの出力音が放音される放音口を有したハウジングを備え、
     前記第1のマイクロフォン及び前記第2のマイクロフォンは、前記ハウジング内に配置され、
     前記第2のマイクロフォンは前記第1のマイクロフォンよりも前記放音口に近い位置に位置された
     請求項1に記載の音響再生装置。
  5.  前記第2のマイクロフォンの集音面は前記ノイズキャンセリング信号に基づいて音響出力を行うドライバユニットの放音方向に対向しないように位置された
     請求項1に記載の音響再生装置。
  6.  前記ハウジング内において前記ドライバユニットの放音方向に少なくとも一つの音響空間が位置し、
     前記第1のマイクロフォン及び前記第2のマイクロフォンは前記一つの音響空間に位置された
     請求項4に記載の音響再生装置。
  7.  前記第1のマイクロフォンは集音面が前記ドライバユニットの放音方向に対向するように位置され、
     前記第2のマイクロフォンは集音面が前記ドライバユニットの放音方向と同じ向きになるように位置された
     請求項6に記載の音響再生装置。
  8.  前記第1のマイクロフォン及び前記第2のマイクロフォンは異なる音響空間に配置された
     請求項1に記載の音響再生装置。
  9.  前記ハウジング内に複数の音響空間が設けられ、
     前記第1のマイクロフォン及び前記第2のマイクロフォンは前記複数の音響空間における異なる空間に位置された
     請求項4に記載の音響再生装置。
  10.  前記第1のマイクロフォンが位置される第1音響空間と前記第2のマイクロフォンが位置される第2音響空間を隔てる音響抵抗部材が配置された
     請求項8に記載の音響再生装置。
  11.  前記ノイズキャンセリング信号に基づいて音響出力を行うドライバユニットが配置され前記ドライバユニットからの出力音が放音される放音口を有したハウジングを備え、
     前記第1音響空間は、前記ドライバユニットと前記音響抵抗部材と前記ハウジングとに囲まれた空間とされ、
     前記第2音響空間は、前記音響抵抗部材と前記ハウジングと前記放音口とに囲まれた空間とされた
     請求項10に記載の音響再生装置。
  12.  前記第1のマイクロフォンは前記ノイズキャンセリング信号に基づいて音響出力を行うドライバユニットの放音方向である前方側に位置され、
     前記第2のマイクロフォンは前記ドライバユニットの後方側に位置された
     請求項1に記載の音響再生装置。
  13.  前記第1集音信号の高域成分に基づいて第1ノイズキャンセリング信号を生成する第1フィードバックフィルタと、
     前記第2集音信号の低域成分に基づいて第2ノイズキャンセリング信号を生成する第2フィードバックフィルタと、を備え、
     前記音響信号処理部は、前記第1ノイズキャンセリング信号と前記第2ノイズキャンセリング信号に基づいて前記ノイズキャンセリング信号の生成を行う
     請求項2に記載の音響再生装置。
  14.  ハイパスフィルタ、ハイシェルビングフィルタまたはハイピークEQフィルタによって前記第1集音信号の高域成分が抽出され、
     ローパスフィルタ、ローシェルビングフィルタまたはローピークEQフィルタによって前記第2集音信号の低域成分が抽出される
     請求項13に記載の音響再生装置。
  15.  フィードフォワード方式によるノイズキャンセル処理に用いられる第3のマイクロフォンを備え、
     前記音響信号処理部は、前記第1集音信号と前記第2集音信号と前記第3のマイクロフォンにより集音された第3集音信号とを用いて前記ノイズキャンセリング信号の生成を行う
     請求項1に記載の音響再生装置。
  16.  フィードバック方式によるノイズキャンセル処理に用いられる第1のマイクロフォンによって集音された第1集音信号と、前記第1のマイクロフォンとは異なる方向に集音面を有しフィードバック方式によるノイズキャンセル処理に用いられる第2のマイクロフォンによって集音された第2集音信号と、を用いてノイズキャンセリング信号を生成する音響信号処理部を備えた
     信号処理装置。
  17.  フィードバック方式によるノイズキャンセル処理に用いられる第1のマイクロフォンによって集音された第1集音信号と、前記第1のマイクロフォンとは異なる方向に集音面を有しフィードバック方式によるノイズキャンセル処理に用いられる第2のマイクロフォンによって集音された第2集音信号と、を用いてノイズキャンセリング信号を生成する
     信号処理方法。
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