JP5192901B2

JP5192901B2 - ノイズキャンセルヘッドホン

Info

Publication number: JP5192901B2
Application number: JP2008128707A
Authority: JP
Inventors: 富至木村
Original assignee: Audio Technica KK
Current assignee: Audio Technica KK
Priority date: 2007-10-29
Filing date: 2008-05-15
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2028-05-15
Also published as: EP2131354A2; JP2009135874A; CN101583059B; US20090285408A1; US8045726B2; CN101583059A

Description

本発明は、周囲のノイズをキャンセルする信号を音楽とともに出力することで、周囲ノイズに邪魔されることなく音楽を楽しむことができるノイズキャンセルヘッドホンであって、特に、ノイズキャンセル機能を稼働させた場合と停止した場合で、音楽の音質や音量が変化することなく、高品質な音楽を楽しむことができるノイズキャンセルヘッドホンに関するものである。

周囲の騒音をキャンセルしつつ、高音質の音楽を聴くことができるノイズキャンセルヘッドホンが望まれている。一般にノイズキャンセルヘッドホンは、ヘッドホン筐体等に周囲の騒音を集音するマイクロホンが備え付けられており、このマイクロホンが拾った騒音から、ヘッドホン筐体を通過して耳に聞こえる騒音を打ち消す信号（キャンセル信号）を生成するキャンセル信号生成回路と、音楽信号とキャンセル信号を合成して出力するミキサ回路を有している。このようなノイズキャンセルヘッドホンを利用するときに、利用者の周囲の状況を知らせる音（例えばサイレンやクラクションなど）がキャンセル信号によって打ち消されてしまうと、当該ヘッドホン利用者の安全性が損なわれる事態に繋がりかねない。そこで、利用者の安全を考慮して「周囲の状況を知らせる音」を、「利用者にとって興味深い音」として選択的に分離し、この「利用者にとって興味深い音」に対してはキャンセル信号を生成せずに、それ以外の音（集音マイクが集音した周囲騒音）に対してはキャンセル信号を生成することで、利用者の安全性を確保しつつ、快適に使用することができるノイズキャンセルヘッドホンが知られている（例えば特許文献１参照）。

特表２００４−５２６３７５号公報

上記文献に記載されているノイズキャンセルヘッドホンに代表されるような従来のノイズキャンセルヘッドホンを用いてノイズキャンセル機能を動作させずに音楽のみを聴くことができるノイズキャンセルヘッドホンも知られている。このような動作切り換えが可能なノイズキャンセルヘッドホンは、キャンセル信号生成回路の動作をスイッチによってオンオフするものである。キャンセル信号生成回路の動作がオンオフするとミキサ回路の入力がオンオフされるので、その出力信号は、キャンセル信号生成回路の動作によって、特性が大きく相違することになる。すなわち、動作がオフの時は、音楽信号の音量が減衰したり、音質が悪化したりして本来の音楽信号と異なるものになってしまう。

上記のように、ノイズキャンセル機能を停止すると、再生中の音楽の音量や音質が変化することを、利用者に悟られないように、ノイズキャンセル機能を停止すると音楽の出力も停止するノイズキャンセルヘッドホンもある。

また、ノイズキャンセル機能を停止させないものであっても、上記のような音質や音量の変化を避けるために、ヘッドホンスピーカユニット自体をノイズキャンセル効果が発揮しやすく、かつ、動作状態によって音質の変化がしにくいものにするノイズキャンセルヘッドホンも知られているが、このようなノイズキャンセルヘッドホンは、音源から出力されたオーディオ信号を忠実に再生するというヘッドホン本来のあり方からは外れるものであり、根本的な再生音質の低下の原因となる。

このように、従来のノイズキャンセルヘッドホンは、その動作モードによって、本来の音楽信号の音質や音量が変化し、利用者が聞きたい音楽の品質が損なわれてしまうという課題があった。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであって、ノイズキャンセル機能が動作しているか否かに関わらず、音楽信号の特性を変化させることなく再生音を出力することができ、かつ、音楽信号を入力せずにノイズキャンセル機能のみを動作させることもできるノイズキャンセルヘッドホンを提供することを目的とする。

本発明は、電気音響変換器を介して周囲の騒音を入力し、前記騒音を消去するキャンセル信号を生成して出力するキャンセル信号生成手段と、オーディオ信号と上記キャンセル信号とを出力するスピーカユニットと、を備えるノイズキャンセルヘッドホンであって、上記スピーカユニットの１つのボイスコイルが有する端子のうち、第１の端子には上記キャンセル信号生成手段が接続され、第２の端子には上記オーディオ信号の音源が接続される、ことを主な特徴とする。

また、本発明は、上記のノイズキャンセルヘッドホンにおいて、上記スピーカユニットの第１の端子と上記キャンセル信号生成手段の間に第１の切り換え手段をさらに有し、この第１の切り換え手段は、上記第１の端子に上記キャンセル信号生成手段を接続するか、上記第１の端子を接地するか、いずれかを選択可能に接続されていることを特徴とする。
上記第１の切り換え手段は、可動接点と、この可動接点で選択される第１の固定接点および第２の固定接点を有する切り換えスイッチからなり、上記可動接点が、上記スピーカユニットの第１の端子に接続され、上記第１固定接点が、上記キャンセル信号生成手段に接続され、上記第２固定接点が、接地されていてもよい。

また、本発明は、上記のノイズキャンセルヘッドホンにおいて、上記音源から入力されるオーディオ信号を検出して制御信号を出力する音声信号検出手段と、上記音源入力端子と上記音声信号検出手段の間に設置されて第１の切り換え手段と連動する第２の切り換え手段と、上記音声信号検出手段の制御信号によって接点をメークする第１の電子スイッチと、上記音声信号検出手段の制御信号によって接点をブレークする第２の電子スイッチとをさらに有し、上記第２の切り換えスイッチの可動接点は上記音源入力端子に接続され、第１の固定接点は音声信号検出手段に接続され、第２の固定接点は上記スピーカユニットの第２の端子に接続されており、上記第１の電子スイッチは音源と上記スピーカユニットの第２の端子に接続され、上記第２の電子スイッチは上記スピーカユニットの第２の端子と接地との間に接続された構成としてもよい。

また、本発明は、上記のノイズキャンセルヘッドホンにおいて、上記音源を着脱可能に接続する音源入力端子と、音源から入力されるオーディオ信号を出力するヘッドホンアンプと、上記スピーカユニットの第２の端子と上記ヘッドホンアンプ及び上記音源入力端子との間に第３の切り換え手段を更に有し、この第３の切り換え手段は上記第２の端子に、上記ヘッドホンアンプを接続するか、上記音源入力端子を接続するか、いずれかを選択可能である構成としてもよい。

本発明によれば、音楽信号とノイズキャンセル信号をミキサ回路で電気的に合成させることなくそれぞれの信号を独立してスピーカユニットから出力することでノイズキャンセル機能を実現したため、利用者が聞きたい本来の高音質を維持しながら、周囲騒音を打ち消すことができるノイズキャンセルヘッドホンを得ることができる。

また、本発明によれば、音楽信号の有無を検知して、自動的に最適な回路構成への変更を選択的に行なうことができるノイズキャンセルヘッドホンを得ることができる。

本発明に係るノイズキャンセルヘッドホンの実施形態について図を用いて説明する。図１は、左右一対で構成されるノイズキャンセルヘッドホンの片側の筐体のみを示した概要図である。図１において、ヘッドホン筐体１の内部には、当該ノイズキャンセルヘッドホンの中核をなすヘッドホンユニット１０と、当該ノイズキャンセルヘッドホンの周囲騒音であるノイズＮを集音するマイクユニット５０が、ヘッドホン筐体１の外側に向けて組み込まれている。ヘッドホン筐体１の外壁の一部には、マイクユニット５０がノイズＮを集音しやすくするための貫通孔２０１が設けられている。ヘッドホンユニット１０に、携帯型音楽プレーヤなどの音源３０が接続可能であり、この音源３０から入力される音楽信号と、マイクユニット５０が集音したノイズＮより生成されたキャンセル信号（ノイズＮを打ち消すための信号）を利用者の耳１００に向けて出力する。また、ヘッドホン筐体１にはヘッドホユニット１０の駆動電源である図示しない電池が収まっている。

本発明に係るノイズキャンセルヘッドホンは、上記の構成を備えたヘッドホン筐体１が左右のいずれかに備わっていることで実現される。他方のヘッドホン筐体には、音源３０からの入力は不要であって、片方のヘッドホン筐体１から音楽信号が伝達される配線を有することで、左右一対のノイズキャンセルヘッドホンとして動作することができる。

上記ヘッドホンユニット１０の詳細について図２のブロック図を用いて説明する。図２において、ヘッドホンユニット１０は、２つの入力端子を有するスピーカユニット１２と、このスピーカユニット１２の一方の端子１２１に接続する回路を切り換える切り換えスイッチ１３、この切り換えスイッチ１３を介して端子１２１に接続するノイズキャンセル用ヘッドホンアンプ１４、マイク５０が集音したノイズＮを消去するキャンセル信号を生成しノイズキャンセル用ヘッドホン１４に出力するノイズキャンセル信号発生回路１５を有し、スピーカユニット１２のもう一方の端子１２２に音源３０を接続させるインターフェースである音声入力ジャック１１、音源３０の出力インピーダンスよりも大きく、スピーカユニット１２のインピーダンスよりも小さな抵抗値を有するダミー抵抗１６を有している。

ノイズキャンセル用ヘッドホンアンプ１４は、キャンセル信号に所定の増幅処理を行なって、スピーカユニット１２を駆動する増幅回路である。上記ヘッドホンユニット１０に音楽信号を入力する音源３０は、音楽信号を再生する図示しない音楽再生手段を有し、再生した音楽信号に対して所定の処理（増幅など）を行なった後に出力する音楽再生用ヘッドホンアンプ３１と、音楽再生用ヘッドホンアンプ３１が出力した音楽信号をヘッドホンユニット１０に出力するためのインターフェースであって、上記音声入力ジャック１１に挿入して結合する音声入力プラグ３２とを有してなる。音声入力ジャック１１は、音源３０の音声入力プラグ３２が引き抜かれると信号側端子が接地する構成を有している。

切り換えスイッチ１３は、ヘッドホンユニット１０におけるノイズキャンセル処理をオンオフするスイッチである。図２に示す切り換えスイッチ１３は、２つの固定接点と、１つの可動接点を有し、可動接点１３３は端子１２１に接続され、一方の固定接点１３１にはノイズキャンセル用ヘッドホンアンプ１４が接続され、もう一方の固定接点１３２は接地されている。従って、切り換えスイッチ１３によって、スピーカユニット１２の端子１２１にノイズキャンセル用ヘッドホンアンプ１４を接続するか、または端子１２１を接地するか、いずれかを選択して切り換えることができる。この切り換えスイッチ１３は、当該ノイズキャンセルヘッドホンの電源スイッチと併用可能なものであって、図示しない駆動電源と各回路との接続を切り換える接点をさらに有してもよい。本実施形態において、可動接点１３３が固定接点１３２側にあるときは、本発明に係るノイズキャンセルヘッドホンの電源スイッチがＯＦＦにされている状態と同じである。

スピーカユニット１２の端子１２２は、音声入力ジャック１１を介して音源３０が接続される。また、音源３０の出力インピーダンスよりも大きく、スピーカユニット１２のインピーダンスよりも小さな抵抗値を有するダミー抵抗１６を介して接地されている。ダミー抵抗１６の抵抗値は音楽再生用ヘッドホンアンプ３１の出力インピーダンスよりも高い値に設定されている。例えば、音楽再生用ヘッドホンアンプ３１の出力インピーダンスは通常０．５から１Ω程度であるので、ダミー抵抗１６の抵抗値は例えば１０数Ω程度であればよい。

次に、上記ヘッドホンユニット１０の動作について説明する。図３は、ノイズキャンセル動作を停止させた状態を等価的に示すブロック図である。図３に示すように、切り換えスイッチ１３の可動接点１３３は固定接点１３２側にあるのでスピーカユニット１２の端子１２１は切り換えスイッチ１３を介して接地された状態となる。もう一方の端子１２２には、音声入力ジャック１１を介して音源３０が接続されているので、音源３０から入力される音声信号によってスピーカユニット１２が駆動される状態、すなわち、通常のヘッドホンと同じ状態となるので、利用者は音楽を聴くことができる。

ノイズキャンセル用ヘッドホンアンプ１４の出力インピーダンスも、音楽再生用ヘッドホンアンプ３１の出力インピーダンスと同様であって、０．５から１Ω程度であるので、スピーカユニット１２の端子１２１からみると、ノイズキャンセル用ヘッドホンアンプ１４に接続していても、接地されていても大きな違いはなく、それ故に、ノイズキャンセル機能を停止した場合であっても、音楽信号の音量や音質に影響を与えることなく、音楽を出力することができ、ノイズキャンセルヘッドホンであっても、通常のヘッドホンと変わることなく高品質な音楽を聴くことができる。

図４は、上記ヘッドホンユニット１０において、上記切り換えスイッチ１３を固定接点１３１側に切り換えてノイズキャンセル動作を行ない、かつ、音声入力ジャック１１から音源３０の音声入力プラグ３２を引き抜いたときの状態を等価的に示すブロック図である。既に説明したとおり、音声入力ジャック１１は、音声入力プラグ３２が挿入されていないときは信号側端子が接地する構造を有しているので、音声入力ジャック１１を介して端子１２２は接地されることになる。端子１２１には、ノイズキャンセル用ヘッドホンアンプ１４を介してノイズキャンセル信号発生回路１５が接続されるので、スピーカユニット１２は、ノイズＮにより生成されたキャンセル信号によってのみ駆動されることになる。既に説明したとおり、音楽再生用ヘッドホンアンプ３１の出力インピーダンスは通常０．５から１Ω程度であるので音声入力ジャック１１を介して接地されても、端子１２２からみると大きな違いはなく、それ故、音源３０を接続することなくノイズキャンセル機能のみを使用する場合であっても、高いノイズキャンセル効果を発揮するノイズキャンセル専用ヘッドホンとして利用することができる。

上記のように、本発明にかかるヘッドホンユニット１０を用いたノイズキャンセルヘッドホンは、切り換えスイッチ１３によって端子１２１に接続する回路を、接地からノイズキャンセル用ヘッドホンアンプ１４に切り換えて、かつ、音源３０を接続しないことで、本発明に係るノイズキャンセルヘッドホンをノイズキャンセル機能専用のヘッドホンとして使用することができる。また、ノイズキャンセル機能を停止して、音楽専用のヘッドホンとして用いたとしても、ノイズキャンセル用ヘッドホンアンプ１４の出力インピーダンスは、接地された端子１２２のインピーダンスとほぼ同じであるので、ノイズキャンセル機能の使用の有無にかかわらず、高音質の音楽を聴くことができるヘッドホンとして用いることができる。

図５は、図４を用いて説明した状態において、音源３０の音声入力プラグ３２を音声入力ジャック１１から引き抜くのではなく、音楽再生用ヘッドホンアンプ３１側のプラグを引き抜いた状態を等価的に示すブロック図である。一般な音源３０は、音楽再生用ヘッドホンアンプ３１側にも音声入力プラグ３２を挿入することができる入力ジャックが設けられている。従って、音声入力プラグ３２を音声入力ジャック１１から引き抜くのではなく、音楽再生用ヘッドホンアンプ３１側の図示しない入力ジャックから引き抜くことがある。

すでに説明したとおり、音声入力プラグ３２が挿入されているときは、端子１２２が音声入力ジャック１１において接地されず、音声入力プラグ３２の他方の端子によって開放されている高インピーダンス状態となる。このままではノイズキャンセル用ヘッドホンアンプ１４によってスピーカユニット１２を駆動することはできない。そこで、本発明に係るヘッドホンユニット１０は、上記端子１２２にダミー抵抗１６を予め接続しておき、音声入力プラグ３２が挿入されたままで音楽再生用ヘッドホンアンプ３１との接続が切り離されたときはダミー抵抗１６によって端子１２２が接地されるので、スピーカユニット１２をノイズキャンセル信号のみで駆動することができる。

上記ダミー抵抗１６は、音楽再生用ヘッドホンアンプ３１の出力インピーダンスに比べて大きな値であり、かつ、スピーカユニット１２のインピーダンスよりも小さな値であるため、音楽再生用ヘッドホンアンプ３１が接続されているときは、上記端子１２２はダミー抵抗１６による接地の影響は少なく、通常の音楽再生時に、このダミー抵抗１６はヘッドホンユニット１０の動作に殆ど影響を与えない。従って、本発明に係るノイズキャンセルヘッドホンは、音楽再生用ヘッドホンアンプ３１が引き抜かれた場合であっても、ノイズキャンセル機能のみを発揮するヘッドホンとして使用することができる。

上記のように本実施形態に係るノイズキャンセルヘッドホンに用いるヘッドホンユニット１０は、音楽再生用ヘッドホンアンプ３１と、ノイズキャンセル用ヘッドホンアンプ１４によって、ＢＴＬ（Bridged Transformer Less）アンプのように音楽信号とキャンセル信号のそれぞれによって独立してスピーカユニット１２を駆動させることができるので、音楽信号とノイズキャンセル信号を同時に出力して、ノイズＮを打ち消しつつ音楽のみを聴くことができる。

次に、本発明に係るノイズキャンセルヘッドホンに用いることができるヘッドホンユニットの別の実施形態について図６の機能ブロック図を用いて説明する。図６において、既に説明したヘッドホンユニット１０と同じ構成については、同じ符号を用いている。ヘッドホンユニット１０ａは、２つの入力端子を有するスピーカユニット１２を有している。このスピーカユニット１２の一方の端子１２１に接続する構成はヘッドホンユニット１０と同様である。他方の端子１２２に接続する回路がヘッドホンユニット１０とは異なる。ヘッドホンユニット１０ａの端子１２２には、音声入力ジャック１１との間に音楽信号の入力を検出して２つの電子スイッチを制御する音声信号検出回路１７、音声信号検出回路１７からの指示により接点を閉じるメーク接点を有する電子スイッチ１８、音声信号検出回路１７からの指示により接点を開くブレーク接点を有する電子スイッチ１９、及び、端子１２２に接続する回路を切り換える切り換えスイッチ１３ｂを有している。

切り換えスイッチ１３ｂは、可動接点１３６が音声入力ジャック１１に接続され、第１の固定接点である固定接点１３４は音声信号検出回路１７に接続されている。また、第２の固定接点である固定接点１３５は電子スイッチ１８をバイパスする配線に接続されている。切り換えスイッチ１３ｂは切り換えスイッチ１３ａと連動するスイッチであって、切り換えスイッチ１３ａの可動接点１３３が固定接点１３２側にあるときは、切り換えスイッチ１３ｂの可動接点１３６は固定接点１３５側に接続する。また、可動接点１３３が固定接点１３１側にあるときは可動接点１３６が固定接点１３４側に接続する。

切り換えスイッチ１３ａは、当該ノイズキャンセルヘッドホンの電源スイッチと併用可能なものであって、図示しない駆動電源と各回路との接続を切り換える接点をさらに有してもよい。本実施形態において、切り換えスイッチ１３ａの接片が第２の固定接点側にあるときは、電源スイッチがＯＦＦの状態と同じである。

上記ヘッドホンユニット１０ａの動作について説明する。図７は、上記切り換えスイッチ１３ａの可動接点１３３が固定接点１３２側にあるときの状態を等価的に示すブロック図である。図７に示す通り、端子１２１は接地され、端子１２２は電子スイッチ１８をバイパスする配線によって音声入力ジャック１１が接続している。従って、音源３０から入力される音楽信号によってスピーカユニット１２が駆動されて、音楽を聴くことができる。

次に、ヘッドホンユニット１０ａにおいて、ノイズキャンセル機能を動作させるために、上記切り換えスイッチ１３ａの可動接点１３３を固定接点１３１側に切り換えたときの状態を図８に示す。切り換えスイッチ１３ｂは切り換えスイッチ１３ａに連動するので、可動接点１３３が固定接点１３１側にあるときは、可動接点１３６は固定接点１３４側にあり、音声信号検出回路１７が音声入力ジャック１１を介して音源３０に接続される。ここで、音源３０から音楽信号が入力されていないときは、音声信号検出回路１７は制御信号を出力せず、メーク接点である電子スイッチ１８は開放されたままであり、ブレーク接点である電子スイッチ１９は閉じたままとなる。

スピーカユニット１２の端子１２２は電子スイッチ１９を介して接地され、端子１２１には、キャンセル信号が入力される、ここで、音源３０が備える音楽再生用ヘッドホンアンプ３１の出力インピーダンスと、上記電子スイッチ１９を介して接地されることになる端子１２１のインピーダンスはほぼ同じ大きさとなるので、音声信号検出回路１７による音楽信号の入力検出によって端子１２２に接続する回路が切り換えられたとしても電気的には等価な状態である。よって、音楽信号が入力されていないときは、スピーカユニット１２がキャンセル信号のみによって駆動されてノイズキャンセル専用ヘッドホンとして利用することができる。

次に、上記の実施形態において、音声信号が入力されたときの状態を図９に示す。すでに説明したとおり、音声信号検出回路１７は音楽信号を検出すると、電子スイッチ１８及び電子スイッチ１９に対して制御信号を出力する。従って音源３０から音楽信号が入力されると、電子スイッチ１８は接点を閉じ、かつ、電子スイッチ１９は開放されるので、端子１２２には音声入力ジャック１１が接続され、電子スイッチ１９を介して接地されることはない。

従って、ノイズキャンセル用ヘッドホンアンプ１４と、音源３０が有する音楽再生用ヘッドホンアンプ３１によって、あたかもＢＴＬアンプのように、スピーカユニット１２を駆動することができ、スピーカユニット１２は双方の入力信号（キャンセル信号と音楽信号）に基づく再生音を出力することができる。

このように、本実施形態によれば、２つの連動する切り換えスイッチ１３ａ，１３ｂによって、キャンセル信号のみを出力する状態、音楽信号とキャンセル信号を合わせて出力する状態、を利用者が容易に選択することができる。また、音源３０が接続されていても、音楽信号が入力されないときには、キャンセル信号のみを出力することができる。また、音楽信号が入力された時には、音楽信号とキャンセル信号を合わせて出力することができる。このように音楽信号の有無による構成の変更も自動的におこなうことができるので、本発明に係るノイズキャンセルヘッドホンによれば、利便性を向上させた上で、構成の変更による電気的特性の変動が防ぐことで高品質の音楽出力と効果的なキャンセル信号の出力を両立することができるノイズキャンセルヘッドホンを得ることができる。

次に、本発明に係るノイズキャンセルヘッドに用いることができるヘッドホンユニットのさらに別の実施形態について図１０の機能ブロック図を用いて説明する。図１０に示すヘッドホンユニット１０ｂは、既に説明したヘッドホンユニット１０ａ（図６）が備える電子スイッチ１８及び電子スイッチ１９を１つの電子切り換えスイッチ２０によって構成した例である。従って、既に説明した構成と同じ構成については、同じ符号を用いている。

ヘッドホンユニット１０ｂが有する電子切り換えスイッチ２０は、音声信号検出回路１７が出力する制御信号によって動作するスイッチであって、この制御信号によって、可動接点２０１を音声入力ジャック１１が接続されている固定接点側、もしくは、接地側に切り換える。また電子切り換えスイッチ２０は、切り換えスイッチ１３ａの可動接点と連動する接片２０２を有している。接片２０２は、切り換えスイッチ１３ａの可動接点が接地側にあるとき（即ち、当該ヘッドホンユニット１０ｂの電源がＯＦＦの時）、可動接点２０１と端子１２２の間をブレークする。

ヘッドホンユニット１０ｂにおいて、端子１２１にキャンセル信号が入力される状態にあるとき、すなわち、切り換えスイッチ１３ａの可動接点がノイズキャンセル用ヘッドホンアンプ１４側にあるとき、切り換えスイッチ１３ｂの可動接点は、音声信号検出回路１７側にあり、かつ、上記接片２０２はメークしているので、端子１２２には電子切り換えスイッチ２０の可動接点２０１が接続している状態となる。

この状態で音源３０から音楽信号が入力されると、音声信号検出回路１７は電子切り換えスイッチ２０に対して制御信号を出力し、可動接点２０１は音声入力ジャック１１側に切り換わるので、端子１２２には音楽信号が入力される。また、端子１２１にはキャンセル信号が入力されるので、スピーカユニット１２は、音楽信号とキャンセル信号によって駆動されて、両信号を混在して出力する。また、音声信号検出回路１７が音楽信号を検出しないときは、可動接点２０１は接地側にあるので、端子１２２は接地されて、スピーカユニット１２はキャンセル信号のみによって駆動することになる。

このように、ヘッドホンユニット１０ｂを備える本願発明に係るノイズキャンセルヘッドホンによれば、音楽信号の有無によって構成の変更を自動的におこなうことができるので、利便性を向上させた上で、構成の変更による電気的特性の変動が防ぐことで高品質の音楽出力と効果的なキャンセル信号の出力を両立することができるノイズキャンセルヘッドホンを、部品点数を減少させつつ実現することができる。

次に、本発明に係るノイズキャンセルヘッドホンに用いることができるヘッドホンユニットの別の実施形態について図１１の機能ブロック図を用いて説明する。ヘッドホンユニット１０ｃは、２つの端子（１２１と１２２）を有するスピーカユニット１２と、このスピーカユニット１２に一方の端子１２１に接続する回路を切り換える切り換えスイッチ１３ａ、この切り換えスイッチ１３ａを介して端子１２１に接続するノイズキャンセル用ヘッドホンアンプ１４、マイクユニット５０が集音したノイズＮを元にキャンセル信号を生成して出力するノイズキャンセル信号発生回路１５を有し、スピーカユニット１２のもう一方の端子１２２に接続する回路を切り換える切り換えスイッチ１３ｂ、音源３０を接続させる音声入力ジャック１１ｃ、増幅度が略１倍であって、音源３０から入力された音楽信号を増幅することなく出力する音楽信号用ヘッドホンアンプ２１、を有している。

切り換えスイッチ１３ａは、２つの固定接点と、１つの可動接点を有し、可動接点１３３は端子１２１に接続される。第１の固定接点である固定接点１３１はノイズキャンセル用ヘッドホンアンプ１４が接続され、第２の固定接点である固定接点１３２は接地されている。この切り換えスイッチ１３ａによって、端子１２１接続する回路をノイズキャンセル用ヘッドホンアンプ１４とするか、または端子１２１を接地するか、いずれかを選択することができる。この切り換えスイッチ１３ａは、当該ノイズキャンセルヘッドホンの電源スイッチと併用可能なものであって、図示しない駆動電源と各回路との接続を切り換える接点をさらに有してもよい。本実施形態において、可動接点１３３が固定接点１３２側にあるときは、本発明に係るノイズキャンセルヘッドホンの電源スイッチがＯＦＦにされている状態と同じである。

切り換えスイッチ１３ｃは、可動接点１３９が端子１２２に接続され、第１の固定接点である固定接点１３７は音楽信号用ヘッドホンアンプ２１に接続されている。また、第２の固定接点である固定接点１３８は音楽信号用ヘッドホンアンプ２１をバイパスして音声入力ジャック１１ｃに直接つながる配線に接続されている。切り換えスイッチ１３ｃは切り換えスイッチ１３ａと連動するスイッチであって、切り換えスイッチ１３ａの可動接点１３３が固定接点１３２側にあるときは、切り換えスイッチ１３ｃの可動接点１３９は固定接点１３８側に接続する。また、可動接点１３３が固定接点１３１側にあるときは可動接点１３９が固定接点１３７側に接続する。

可動接点１３３が固定接点１３１側にあるとき、端子１２１にはキャンセル信号が入力される。また、端子１２２は切り換えスイッチ１３ｃを介して音楽信用ヘッドホンアンプ２１が接続される。ここで、音源３０から音楽信号が入力されると、音楽信号用ヘッドホンアンプ２１を介して端子１２２に音楽信号が入力されることになる。音楽信号用ヘッドホンアンプ２１の増幅度は略１倍であって、音源３０から入力された音楽信号を増幅することはない。上記の通り、可動接点１３３が固定接点１３１側にあるときは、ノイズキャンセル用ヘッドホンアンプ１４と音楽信号用ヘッドホンアンプ２１によって、ＢＴＬアンプのように音楽信号とキャンセル信号のそれぞれによって独立してスピーカユニット１２を駆動させることができるので、音楽とキャンセル音を一緒に出力することができる。これによって、キャンセル信号がノイズＮを低減させ、かつ、音楽信号の出力は通常のヘッドホンと同様の音質で聴くことができるようになる。

音声入力ジャック１１ｃは、音声入力ジャック１１とことなり、音源３０が接続していないときであっても信号線を接地する構造を有しない通常のジャックであるが、音声入力ジャック１１ｃに音源３０が接続していないときであっても、端子１２２からみると音楽信号用ヘッドホン２１の出力インピーダンスが接地と同じ効果を発揮するため、端子１２１に入力されるキャンセル信号のみによってスピーカユニット１２を駆動することができ、キャンセル信号のみを出力するノイズキャンセル専用ヘッドホンユニットとして用いることができる。

なお、本明細書において「音楽信号」とは、一般的な音楽信号のほか、いわゆるオーディオ信号のことをいい、「楽音信号」という場合もある。

本発明に係るノイズキャンセルヘッドホンの実施形態を示す一部断面外観図である。上記ノイズキャンセルヘッドホンが備えるノイズキャンセル回路の例を示すブロック図である。上記ノイズキャンセル回路の動作状態の例を示すブロック図である。上記ノイズキャンセル回路の他の動作状態の例を示すブロック図である。上記ノイズキャンセル回路のさらに他の動作状態の例を示すブロック図である。本発明に係るノイズキャンセルヘッドホンが備えるノイズキャンセル回路の別の例を示すブロック図である。上記ノイズキャンセル回路の動作状態の例を示すブロック図である。上記ノイズキャンセル回路の他の動作状態の例を示すブロック図である。上記ノイズキャンセル回路のさらに他の動作状態の例を示すブロック図である。本発明に係るノイズキャンセルヘッドホンが備えるノイズキャンセル回路のさらに別の例を示すブロック図である。本発明に係るノイズキャンセルヘッドホンが備えるノイズキャンセル回路のさらに別の例を示すブロック図である。

符号の説明

１０ノイズキャンセル回路
１１音声入力ジャック
１２スピーカユニット
１３切り換えスイッチ
１４ノイズキャンセル用ヘッドホンアンプ
１５ノイズキャンセル信号発生回路
１６ダミー抵抗
１７音声信号検出回路
１８電子スイッチ
１９電子スイッチ
２０電子切り換えスイッチ
２１音楽信号用ヘッドホンアンプ

Claims

電気音響変換器を介して周囲の騒音を入力し、前記騒音を消去するキャンセル信号を生成して出力するキャンセル信号生成手段と、オーディオ信号と上記キャンセル信号とを出力するスピーカユニットと、を備えるノイズキャンセルヘッドホンであって、
上記スピーカユニットの１つのボイスコイルが有する端子のうち、
第１の端子には上記キャンセル信号生成手段が接続され、
第２の端子には上記オーディオ信号の音源が接続される、
ことを特徴とするノイズキャンセルヘッドホン。
上記スピーカユニットの第１の端子と上記キャンセル信号生成手段の間に第１の切り換え手段をさらに有し、この第１の切り換え手段は、上記第１の端子に上記キャンセル信号生成手段を接続するか、上記第１の端子を接地するか、を選択可能である請求項１記載のノイズキャンセルヘッドホン。
上記第１の切り換え手段は、可動接点と、この可動接点で選択される第１の固定接点および第２の固定接点を有し、
上記可動接点は、上記スピーカユニットの第１の端子に接続され、
上記第１固定接点は、上記キャンセル信号生成手段に接続され、
上記第２固定接点は、接地されている請求項２記載のノイズキャンセルヘッドホン。
上記スピーカユニットの第２の端子に音源を着脱可能に接続する音源入力端子をさらに有し、
上記音源入力端子は、上記音源が接続されていないとき信号線側接点が接地される端子である請求項１記載のノイズキャンセルヘッドホン。
上記スピーカユニットの第２の端子は、上記音源の出力インピーダンスよりも大きく、当該スピーカユニットのインピーダンスよりは小さなインピーダンスとなる抵抗素子を介して接地されている請求項１記載のノイズキャンセルヘッドホン。
上記可動接点が上記第２の固定接点側にあるときは、通常のヘッドホンとして機能する請求項３記載のノイズキャンセルヘッドホン。
上記音源入力端子に上記音源が接続されていないときは、キャンセル信号のみを上記スピーカユニットから出力する請求項４記載のノイズキャンセルヘッドホン。
上記音源から入力されるオーディオ信号を検出して制御信号を出力する音声信号検出手段と、上記音源と上記音声信号検出手段の間に設置され、上記第１の切り換え手段と連動する第２の切り換え手段と、上記音声信号検出手段の制御信号によって接点をメークする第１の電子スイッチと、上記音声信号検出手段の制御信号によって接点をブレークする第２の電子スイッチと、をさらに有し、
上記第２の切り換え手段の可動接点には上記音源が接続され、上記第２の切り換え手段の第１の固定接点には音声信号検出手段が接続され、上記第２の切り換え手段の第２の固定接点は上記スピーカユニットの第２の端子が接続されており、
上記第１の電子スイッチは音源と上記スピーカユニットの第２の端子との間に接続され、上記第２の電子スイッチは上記スピーカユニットの第２の端子と接地との間に接続されている請求項３記載のノイズキャンセルヘッドホン。
上記音源から入力されるオーディオ信号を検出して制御信号を出力する音声信号検出手段と、上記音源と上記音声信号検出手段の間に設置され、上記第１の切り換え手段と連動する第２の切り換え手段と、
上記スピーカユニットの第２の端子と上記音源との間に設置され、上記第１の切り換え手段の可動接点が第２の固定接点側にあり、かつ、上記音声信号検出手段がオーディオ信号を検出したときに上記第２の端子と上記音源とを接続する電子切り換えスイッチと、をさらに有する請求項３記載のノイズキャンセルヘッドホン。
上記第１の切り換え手段の可動接点が、上記第１の切り換え手段の第１の固定接点に接続されているときは、上記第２の切り換え手段の可動接点は、上記第２の切り換え手段の第１の固定接点に接続され、上記第１の切り換え手段の可動接点が上記第１の切り換え手段の第２の固定接点に接続されているときは、上記第２の切り換え手段の可動接点は、上記第２の切り換え手段の第２の固定接点に接続されるよう構成されている請求項８に記載のノイズキャンセルヘッドホン。
上記音声信号検出手段がオーディオ信号を検出した場合、上記第１の電子スイッチをメークし、上記第２の電子スイッチをブレークして、上記音源から入力されるオーディオ信号が上記スピーカユニットの第２の端子に入力されるように構成されている請求項８記載のノイズキャンセルヘッドホン。
上記音源を上記スピーカユニットの第２の端子に着脱可能に接続する音源入力端子と、
音源から入力されるオーディオ信号を出力するヘッドホンアンプと、
上記スピーカユニットの第２の端子と上記ヘッドホンアンプ及び上記音源入力端子との間に第３の切り換え手段と、をさらに有し、
上記第３の切り換え手段は、上記第２の端子に、上記ヘッドホンアンプを接続するか、上記音源入力端子を接続するか、いずれかを選択可能である請求項１乃至３のいずれかに記載のノイズキャンセルヘッドホン。
上記第１の端子は、上記スピーカユニットのプラス端子であり、
上記第２の端子は、上記スピーカユニットのマイナス端子である請求項１乃至１２のいずれかに記載のノイズキャンセルヘッドホン。
上記第１の端子は、上記スピーカユニットのマイナス端子であり、
上記対２の端子は、上記スピーカユニットのプラス端子である請求項１乃至１２のいずれかに記載のノイズキャンセルヘッドホン。