JP4505427B2 - Noise canceling headphones and noise canceling control mode switching method - Google Patents
Noise canceling headphones and noise canceling control mode switching method Download PDFInfo
- Publication number
- JP4505427B2 JP4505427B2 JP2006082998A JP2006082998A JP4505427B2 JP 4505427 B2 JP4505427 B2 JP 4505427B2 JP 2006082998 A JP2006082998 A JP 2006082998A JP 2006082998 A JP2006082998 A JP 2006082998A JP 4505427 B2 JP4505427 B2 JP 4505427B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- noise
- level
- audio signal
- output
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Headphones And Earphones (AREA)
- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
Description
本発明は、騒音キャンセルヘッドフォン、及び騒音キャンセル制御モード切替方法に係り、特に、音声信号の再生を停止したとき、フィードバック制御に起因する異音を騒音に応じて小さくすることができる騒音キャンセルヘッドフォン、及び騒音キャンセル制御モード切替方法に関する。 The present invention relates to a noise-canceling headphone and a noise-canceling control mode switching method, and in particular, a noise-canceling headphone that can reduce abnormal noise caused by feedback control according to noise when reproduction of an audio signal is stopped, And a noise cancellation control mode switching method.
近年、周囲の騒音をキャンセルして音楽などを聞くことができる騒音キャンセルヘッドフォンが各社より製品化されている。これらの騒音キャンセルヘッドフォンは、周囲の騒音をマイクから入力し、スピーカから出力される騒音を逆位相で打ち消し、低騒音化を実現するようになっている。騒音キャンセルヘッドフォンに関する従来技術としては、特開平6−343195号公報(特許文献1)などを挙げることができる。 In recent years, noise canceling headphones capable of canceling ambient noise and listening to music have been commercialized by various companies. These noise-canceling headphones are designed to reduce noise by inputting ambient noise from a microphone and canceling noise output from the speaker in the opposite phase. JP-A-6-343195 (Patent Document 1) and the like can be cited as a related art relating to noise-canceling headphones.
図5は、フィードバック制御により騒音キャンセルを実現するヘッドフォンの制御回路構成を簡単化して示したものである。 FIG. 5 shows a simplified control circuit configuration of a headphone that realizes noise cancellation by feedback control.
図5において、31は騒音キャンセルヘッドフォンの制御回路部である。2は騒音キャンセルヘッドフォンの音声再生部(以下ヘッドフォンという)を示す。また、3は音楽などの音声信号を出力する音声信号再生装置であり、図5ではシリコンプレーヤ(音楽データを記憶する記憶媒体が半導体メモリである携帯型オーディオ装置)となっている。制御回路部31とヘッドフォン2は、一体に構成されたものや別体として構成されたものがある。また、ヘッドフォン2はヘッドフォン型の他にイヤホン型のものもある。
In FIG. 5,
音声信号再生装置3から入力された音声信号は、制御回路部31で音声信号処理されてヘッドフォン2に出力され音声として再生される。なお、以下の説明では音響や音声を含めて音声と記載する。
The audio signal input from the audio
制御回路部31は、補正回路4、信号加算部5、フィルタ6、ヘッドフォンアンプ7、マイクアンプ8などで構成されている。ヘッドフォン2は、スピーカ13、マイク14、ヘッドフォンハウジング15、バンド16などで構成されている。なお、17はユーザの耳を簡略化して描いたものである。
The
音声信号再生装置3の出力部は補正回路4の入力部に接続されている。また、補正回路4の出力部は信号加算部5の正入力部に接続されている。また、信号加算部5の出力部はフィルタ6の入力部に接続されている。フィルタ6の出力部はヘッドフォンアンプ7の入力部に接続されている。また、ヘッドフォンアンプ7の出力部はスピーカ13に接続されている。スピーカ13とマイク14はヘッドフォンハウジング15内に近接して取り付けられている。ユーザがヘッドフォン2を装着した状態で、マイク14はスピーカ13からの音声とヘッドフォンハウジング15を介してマイク14に届いた周囲の騒音の両方を集音するようになっている。
The output unit of the audio
補正回路4は、音声信号再生装置3から入力された音声信号を補正して、スピーカ13から出力される音声の可聴周波数範囲での周波数特性がほぼフラットの特性となるように設けられた補正回路である。また、信号加算部5は、その正入力部に入力された補正回路4からの音声信号と、その負入力部に入力されたマイクアンプ8からのフィードバック信号との差分をとる引き算器となっている。また、フィルタ6は騒音を低減したい周波数帯域でゲインを大きくしたバンドパスフィルタとなっている。また、ヘッドフォンアンプ7は入力された信号を電力増幅してスピーカ13に供給する。マイク14は、スピーカ13から出力された音声及び騒音を集音して電気信号に変換し、マイクアンプ8に供給する。マイクアンプ8はマイク14からの信号を増幅し、信号加算部5の負入力部にフィードバック信号として帰還させる。
The
このように制御回路部31、ヘッドフォン2、音声信号再生装置3で構成された音声再生システムは信号加算部5、フィルタ6、ヘッドフォンアンプ7、スピーカ13、マイク14、マイクアンプ8により負帰還のフィードバックループを構成する。この負帰還のフィードバックループにより騒音がキャンセルされるようになっている。
上記フィードバック制御による騒音キャンセルヘッドフォンは、騒音キャンセルフィードバック制御回路の開ループゲインを大きくして騒音低減効果を大きくできるという特徴を持っている反面、開ループゲインを大きくするとフィードバック制御に起因する異音を発生するという問題がある。 The noise-canceling headphones with the above feedback control have the feature that the noise reduction effect can be increased by increasing the open-loop gain of the noise-canceling feedback control circuit, but if the open-loop gain is increased, the noise caused by the feedback control is reduced. There is a problem that occurs.
図6は、騒音キャンセルフィードバックループ特性をボード線図で表現したときの開ループゲイン特性と開ループ位相特性が上記異音とどのような関係になっているかを示している。 FIG. 6 shows how the open loop gain characteristic and the open loop phase characteristic are related to the abnormal noise when the noise cancellation feedback loop characteristic is expressed by a Bode diagram.
図6の(a)は、騒音キャンセルフィードバックループの開ループゲイン特性を示し、開ループゲイン大、開ループゲイン小の2つの特性例を示している。(b)は位相特性であり、(a)の2つの特性例についての位相余裕を示している。(c)は制御回路部31の入出力(O/I)ゲイン特性を示したものである。開ループゲイン特性のカットオフ周波数付近ではゲインが大きくなり、音声信号が無信号のときでも異音を発生することを示している。また、開ループゲインを大きくすると騒音低減効果は大きくなるが、位相余裕が少なくなり異音が大きくなることを示している。
FIG. 6A shows the open loop gain characteristic of the noise cancellation feedback loop, and shows two characteristic examples of a large open loop gain and a small open loop gain. (B) is a phase characteristic and shows a phase margin for the two characteristic examples of (a). (C) shows the input / output (O / I) gain characteristics of the
このフィードバック制御に起因する異音は、ユーザにとって耳障りであった。特に音声再生を停止させた際、スピーカから音声が聞こえていない静かな状態では顕著である。 The abnormal noise resulting from this feedback control is annoying for the user. This is particularly noticeable in a quiet state where no sound is heard from the speaker when the sound reproduction is stopped.
本発明は上記問題点に鑑み、音声再生を停止させた際に聞こえる上記耳障りな異音を、周囲の騒音との関係で効果的に減少させることができる騒音キャンセルヘッドフォンを提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a noise-canceling headphone that can effectively reduce the annoying abnormal noise that can be heard when sound reproduction is stopped in relation to ambient noise. To do.
本発明の騒音キャンセルヘッドフォンは、音声信号を入力して周囲の騒音がキャンセルされた音声を聞くことができる騒音キャンセルヘッドフォンにおいて、前記音声信号が正入力部に入力されマイクアンプからの信号が負入力部に入力されてその差分が出力される信号加算部、前記信号加算部の出力信号を1より小さい異なる増幅率で増幅する複数のアンプ、前記信号加算部の出力信号乃至前記複数のアンプの出力信号のいずれかを選択して出力する開ループゲイン切替手段、前記開ループゲイン切替手段からの信号を入力し増幅して出力するヘッドフォンアンプ、前記ヘッドフォンアンプの出力信号を入力して音声を発生するスピーカ、前記スピーカで発生された音声と周囲の騒音を集音して電気信号に変換して出力するマイク、前記マイクの出力信号を入力し前記信号加算部の負入力部に帰還する前記マイクアンプ、により構成された周囲の騒音をキャンセルするための騒音キャンセルフィードバック制御回路と、前記音声信号のレベルを検出する音声信号レベル検出手段と、前記ヘッドフォンアンプの出力を遮断して前記マイクアンプの出力を基に周囲の騒音レベルのみを検出する騒音レベル検出手段と、を備え、前記音声信号の信号レベルが所定値を下回ることを前記音声信号レベル検出手段が検出したとき、前記開ループゲイン切替手段は前記騒音レベル検出手段で検出された前記騒音レベルに応じて前記複数のアンプの出力信号の中のいずれか1つを選択するように切り替えることを特徴とする。
また、本発明の騒音キャンセルヘッドフォンは、前記音声信号レベル検出手段が、音声信号再生装置が再生モードになったとき前記音声信号が再生され前記音声信号再生装置が再生停止モードになったとき前記音声信号を再生しないことを利用して前記再生停止モードを検出することにより前記音声信号の前記信号レベルが前記所定値を下回ることを検出する再生モード/再生停止モード検出手段であり、前記再生モード/再生停止モード検出手段が前記再生停止モードを検出したとき、前記開ループゲイン切替手段は前記騒音レベル検出手段で検出された前記騒音レベルに応じて前記複数のアンプの出力信号の中のいずれか1つを選択するように切り替えることを特徴とする。
また、本発明の騒音キャンセルヘッドフォンは、前記音声信号レベル検出手段が、入力された前記音声信号の前記信号レベルを検出する入力音声信号レベル検出手段であり、前記開ループゲイン切替手段は、前記入力音声信号レベル検出手段により前記音声信号の前記信号レベルが前記所定値を下回ることを検出したとき、前記開ループゲイン切替手段は前記騒音レベル検出手段が検出した前記騒音レベルに応じて前記複数のアンプの出力信号の中のいずれか1つを選択するように切り替えることを特徴とする。
また、本発明の騒音キャンセルヘッドフォンは、前記音声信号の前記信号レベルが前記所定値を下回ることを前記入力音声信号レベル検出手段が検出したとき、前記開ループゲイン切替手段が、前記騒音レベルが予め定めた騒音判定レベルより小さいとき前記騒音レベルが前記騒音判定レベルより大きいときよりも前記騒音キャンセルフィードバック制御回路の開ループゲインが小さくなるように切り替えることを特徴とする。
また、本発明の騒音キャンセルヘッドフォンは、前記開ループゲイン切替手段が、前記騒音キャンセルフィードバック制御回路のフィードバックループ内に配置され、前記音声信号再生装置の再生モード時に信号のレベルを変えないで伝達する第1の経路と、前記再生停止モード時であって前記騒音レベルが予め定めた騒音判定レベルを上回るとき前記第1の経路より信号のレベルを小さくして伝達する第2の経路と、前記再生停止モード時であって前記騒音レベルが予め定めた前記騒音判定レベルを下回るとき前記第2の経路より信号のレベルを小さくして伝達する第3の経路と、を前記騒音レベル検出手段で検出された前記騒音レベルに応じて切り替える経路切替手段として構成されたことを特徴とする。
また、本発明の騒音キャンセルヘッドフォンは、前記第2の経路がMを1より大きい値とした1/Mの増幅率を有するアンプにより信号のレベルを小さくして伝達し、前記第3の経路がNを1より大きく且つM<Nである値とした1/Nの増幅率を有するアンプにより信号のレベルを小さくして伝達することを特徴とする。
また、本発明の騒音キャンセルヘッドフォンは、前記Mは1より大きな値で任意に設定可能であり、前記Nは1より大きく且つM<Nである値で任意に設定可能であることを特徴とする。
また、本発明の騒音キャンセルヘッドフォンの騒音キャンセル制御モード切替方法は、音声信号を入力して周囲の騒音がキャンセルされた音声を聞くことができる騒音キャンセルヘッドフォンの騒音キャンセル制御モード切替方法において、前記騒音キャンセルヘッドフォンには、前記音声信号が正入力部に入力されマイクアンプからの信号が負入力部に入力されてその差分が出力される信号加算部、前記信号加算部の出力信号を1より小さい異なる増幅率で増幅する複数のアンプ、前記信号加算部の出力信号乃至前記複数のアンプの出力信号のいずれかを選択して出力する開ループゲイン切替手段、前記開ループゲイン切替手段からの信号を入力し増幅して出力するヘッドフォンアンプ、前記ヘッドフォンアンプの出力信号を入力して音声を発生するスピーカ、前記スピーカで発生された音声と周囲の騒音を集音して電気信号に変換して出力するマイク、前記マイクの出力信号を入力し前記信号加算部の負入力部に帰還する前記マイクアンプ、により構成された周囲の騒音をキャンセルするための騒音キャンセルフィードバック制御回路が備えられており、音声信号再生装置が再生モードになったとき前記音声信号が再生され前記音声信号再生装置が再生停止モードになったとき前記音声信号が再生されないことを利用して前記再生停止モードを検出することにより前記音声信号の信号レベルが所定値を下回ることを検出し、検出された騒音レベルに応じ、前記複数のアンプの出力信号の中のいずれか1つを選択するように前記開ループゲイン切替手段を切り替えることを特徴とする。
また、本発明の騒音キャンセルヘッドフォンの騒音キャンセル制御モード切替方法は、前記音声信号再生装置から出力されるモード切替信号が騒音レベル検出手段に出力され、前記騒音レベル検出手段は、入力された前記モード切替信号が前記再生停止モードであるとき、前記開ループゲイン切替手段に対し、前記騒音キャンセルフィードバック制御回路の開ループゲインが再生モード時より小さくなるように、検出された前記騒音レベルに応じて前記複数のアンプの出力信号の中のいずれか1つを選択する選択信号を出力し、前記開ループゲイン切替手段は前記騒音レベル検出手段からの前記選択信号に応じ前記複数のアンプの出力信号の中のいずれか1つを選択するように切り替えることを特徴とする。
また、本発明の騒音キャンセルヘッドフォンの騒音キャンセル制御モード切替方法は、音声信号を入力して周囲の騒音がキャンセルされた音声を聞くことができる騒音キャンセルヘッドフォンの騒音キャンセル制御モード切替方法において、前記騒音キャンセルヘッドフォンには、前記音声信号が正入力部に入力されマイクアンプからの信号が負入力部に入力されてその差分が出力される信号加算部、前記信号加算部の出力信号を1より小さい異なる増幅率で増幅する複数のアンプ、前記信号加算部の出力信号乃至前記複数のアンプの出力信号のいずれかを選択して出力する開ループゲイン切替手段、前記開ループゲイン切替手段からの信号を入力して増幅し出力するヘッドフォンアンプ、前記ヘッドフォンアンプの出力信号を入力して音声を発生するスピーカ、前記スピーカで発生された音声と周囲の騒音を集音して電気信号に変換して出力するマイク、前記マイクの出力信号を入力し前記信号加算部の負入力部に帰還する前記マイクアンプ、により構成された周囲の騒音をキャンセルするための騒音キャンセルフィードバック制御回路が備えられており、入力された前記音声信号の信号レベルを検出し、検出した前記音声信号の前記信号レベルが所定値を下回ることを検出したとき、前記開ループゲイン切替手段は騒音レベル検出手段が検出した周囲の騒音レベルに応じて前記複数のアンプの出力信号の中のいずれか1つを選択するように切り替えることを特徴とする。
The noise-canceling headphone of the present invention is a noise-canceling headphone that can input a sound signal and hear a sound in which ambient noise is canceled. The sound signal is input to a positive input portion and a signal from a microphone amplifier is negatively input. A signal adding unit that is input to the unit and the difference is output, a plurality of amplifiers that amplify the output signal of the signal adding unit with different amplification factors smaller than 1, an output signal of the signal adding unit to an output of the plurality of amplifiers Open loop gain switching means for selecting and outputting one of the signals, a headphone amplifier for inputting and amplifying and outputting the signal from the open loop gain switching means, and an output signal of the headphone amplifier for inputting and generating sound A speaker, a microphone that collects sound generated by the speaker and ambient noise, converts the sound into an electrical signal, and outputs the electric signal; Speech detecting the noise cancellation feedback control circuit for canceling the ambient noise that the output signal is constituted by the microphone amplifier, is fed back to the negative input of the signal adding portion of the click, the level of the audio signal Signal level detection means, and noise level detection means for cutting off the output of the headphone amplifier and detecting only the ambient noise level based on the output of the microphone amplifier , and the signal level of the audio signal has a predetermined value. upon detecting that the audio signal level detecting means that below, the open loop gain switching means one of the plurality of amplifier output signals in response to the noise level detected by said noise level detecting means It is characterized by switching to select .
In the noise-canceling headphone according to the present invention, the audio signal level detecting means may reproduce the audio signal when the audio signal reproduction device is in the reproduction mode and the audio signal when the audio signal reproduction device is in the reproduction stop mode. Reproduction mode / reproduction stop mode detection means for detecting that the signal level of the audio signal is lower than the predetermined value by detecting the reproduction stop mode by utilizing the fact that the signal is not reproduced; when the reproduction stop mode detecting means detects the reproduction stop mode, the open loop gain switching means either in the output signal of said plurality of amplifiers in accordance with the noise level detected by said noise level detecting means 1 It is characterized by switching to select one .
In the noise-canceling headphone of the present invention, the audio signal level detection unit is an input audio signal level detection unit that detects the signal level of the input audio signal, and the open loop gain switching unit is the input loop when the said signal level of the audio signal level detecting means by the audio signal has been detected to be less than the predetermined value, the open loop gain switching means said plurality of amplifiers in accordance with the noise level which the noise level detecting means detects The output signal is switched so as to select any one of the output signals .
In the noise-canceling headphone according to the present invention, when the input audio signal level detecting unit detects that the signal level of the audio signal is lower than the predetermined value, the open loop gain switching unit has the noise level set in advance. When the noise level is smaller than a predetermined noise judgment level, the noise level is switched so that the open loop gain of the noise cancellation feedback control circuit is smaller than when the noise level is larger than the noise judgment level.
In the noise canceling headphone of the present invention, the open loop gain switching means is disposed in a feedback loop of the noise canceling feedback control circuit and transmits the signal without changing the signal level in the playback mode of the audio signal playback device. a first path, a second path for transmitting by reducing the level of signal from the first path when above the noise judgment levels the noise level is predetermined in a said reproduction stop mode, the playback When the noise level is lower than the predetermined noise judgment level in the stop mode, the noise level detecting means detects a third path that transmits a signal level lower than that of the second path. Further, the present invention is characterized in that it is configured as a route switching means for switching according to the noise level.
Also, the noise canceling headphone of the present invention, the second path is transmitted to reduce the level of the signal by the amplifier having an amplification factor of 1 / M that is 1 greater than the M, the third path The signal level is reduced and transmitted by an amplifier having an amplification factor of 1 / N where N is greater than 1 and M <N.
In the noise canceling headphone according to the present invention, the M may be arbitrarily set to a value greater than 1, and the N may be arbitrarily set to a value greater than 1 and M <N. .
Further, the noise cancel control mode switching method of the noise canceling headphones of the present invention, in the noise cancel control mode switching method of the noise canceling headphones can hear the voice ambient noise is canceled by inputting the audio signal, the noise In the cancel headphone, the audio signal is input to the positive input unit, the signal from the microphone amplifier is input to the negative input unit and the difference is output, and the output signal of the signal addition unit is different from 1 A plurality of amplifiers that amplify at an amplification factor, an open loop gain switching unit that selects and outputs one of an output signal from the signal adding unit to an output signal of the plurality of amplifiers, and a signal from the open loop gain switching unit A headphone amplifier that amplifies and outputs, and outputs the sound from the headphone amplifier output signal. A speaker that generates sound, a microphone that collects sound generated by the speaker and ambient noise, converts the sound into an electrical signal, and outputs the electrical signal; and inputs an output signal of the microphone and returns it to the negative input unit of the signal adding unit A noise cancellation feedback control circuit for canceling ambient noise composed of a microphone amplifier is provided, and the audio signal is reproduced and reproduced by the audio signal reproduction device when the audio signal reproduction device is in a reproduction mode. By detecting the reproduction stop mode using the fact that the audio signal is not reproduced when the stop mode is entered, it is detected that the signal level of the audio signal is lower than a predetermined value, and according to the detected noise level, and characterized in that switching between the open loop gain switching means so as to select one in the output signal of said plurality of amplifiers That.
Further, the noise cancel control mode switching method of the noise canceling headphones of the present invention, the mode switching signal outputted from the audio signal reproducing apparatus is output to the noise level detecting means, said noise level detecting means, said mode input when the switching signal is the reproduction stop mode, the relative open loop gain switching means such that said open loop gain of the noise cancellation feedback control circuit is smaller than the reproducing mode, depending on the detected noise level the A selection signal for selecting any one of the output signals of the plurality of amplifiers is output, and the open-loop gain switching means is configured to output one of the output signals of the plurality of amplifiers according to the selection signal from the noise level detection means. It is characterized by switching so that any one of these may be selected .
Further, the noise cancel control mode switching method of the noise canceling headphones of the present invention, in the noise cancel control mode switching method of the noise canceling headphones can hear the voice ambient noise is canceled by inputting the audio signal, the noise In the cancel headphone, the audio signal is input to the positive input unit, the signal from the microphone amplifier is input to the negative input unit and the difference is output, and the output signal of the signal addition unit is different from 1 A plurality of amplifiers that amplify at an amplification factor, an open loop gain switching unit that selects and outputs one of an output signal from the signal adding unit to an output signal of the plurality of amplifiers, and a signal from the open loop gain switching unit The headphone amplifier that amplifies and outputs the sound A speaker that generates sound, a microphone that collects sound generated by the speaker and ambient noise, converts the sound into an electrical signal, and outputs the electrical signal; and inputs an output signal of the microphone and returns it to the negative input unit of the signal adding unit microphone amplifier is provided with a noise cancellation feedback control circuit for canceling the ambient noise, which is constituted by, detects the signal level of the inputted audio signal, the signal level of the detected the voice signal is given When it is detected that the value is below the value, the open loop gain switching means switches so as to select any one of the output signals of the plurality of amplifiers according to the ambient noise level detected by the noise level detecting means. It is characterized by that.
本発明によれば、音声再生を停止させた際、フィードバック制御に起因する異音を効果的に減少させることができる騒音キャンセルヘッドフォンを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a noise-canceling headphone that can effectively reduce abnormal noise caused by feedback control when sound reproduction is stopped.
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照して具体的に説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.
(第1の実施の形態)
図1は本発明による騒音キャンセルヘッドフォンの制御回路構成の第1の実施の形態を示している。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a first embodiment of a control circuit configuration of a noise canceling headphone according to the present invention.
まず、本実施の形態の騒音キャンセルヘッドフォンの制御回路構成を説明する。 First, the control circuit configuration of the noise-canceling headphone of this embodiment will be described.
図1において、1は騒音キャンセルヘッドフォンの制御回路部である。2は騒音キャンセルヘッドフォンの音声再生部(以下ヘッドフォンという)を示す。また、23は音楽などの音声信号を出力する音声信号再生装置であり、図1ではシリコンプレーヤ(音楽データを記憶する記憶媒体が半導体メモリである携帯型オーディオ装置)となっている。制御回路部1とヘッドフォン2は、一体あるいは別体として構成することができる。また、ヘッドフォン2はヘッドフォン型の他にイヤホン型とすることができる。
In FIG. 1,
音声信号再生装置23から制御回路部1に入力された音声信号は、制御回路部1で音声信号処理されてヘッドフォン2に出力され音声として再生される。
The audio signal input from the audio
制御回路部1は、補正回路4、信号加算部5、フィルタ6、ヘッドフォンアンプ7、マイクアンプ8、開ループゲイン切替スイッチ9、増幅率1/M(Mは1より大)のアンプ10、増幅率1/N(Nは1より大であり、且つM<N)のアンプ11、騒音レベル検出回路12、騒音レベル検出期間信号発生回路20などで構成されている。ここでM、Nの値は予め定めた固定値を設定しても良いが、ユーザの好みにより上記範囲の任意の値に設定できるようにしても良い。
The
ヘッドフォン2は、スピーカ13、マイク14、ヘッドフォンハウジング15、バンド16などで構成されている。なお、17はユーザの耳を簡略化して描いたものである。
The headphone 2 includes a
音声信号再生装置23には、音声信号の再生/停止を操作するPLAY/STOPモード切替スイッチ18が備わり、また、このスイッチの操作状態を検出して制御回路部1に出力するPLAY/STOPモード検出部19が備わっている。ここでPLAYモードとは音声信号を再生する再生モードであり、STOPモードとは音声信号を再生しない再生停止モードである。
The audio
音声信号再生装置23の音声信号出力部は補正回路4の音声信号入力部に接続されている。また、補正回路4の出力部は信号加算部5の正入力部に接続されている。
The audio signal output unit of the audio
また、信号加算部5の出力部は、開ループゲイン切替スイッチ9の端子Aに接続され、アンプ10を介して開ループゲイン切替スイッチ9の端子Bに接続され、アンプ11を介して開ループゲイン切替スイッチ9の端子Cに接続されている。開ループゲイン切替スイッチ9の端子Dはフィルタ6の入力部に接続され、フィルタ6の出力部はヘッドフォンアンプ7の入力部に接続されている。
The output section of the
また、ヘッドフォンアンプ7の出力部はスピーカ13の入力部に接続されている。スピーカ13とマイク14はヘッドフォンハウジング15内に近接して取り付けられている。ユーザがヘッドフォン2を装着した状態で、マイク14はスピーカ13からの音声とヘッドフォンハウジング15を介してマイク14に届いた周囲の騒音の両方を集音するようになっている。
The output section of the
また、マイク14は、スピーカ13から出力された音声及び騒音を集音して電気信号に変換し、マイクアンプ8に供給する。マイクアンプ8はマイク14からの信号を増幅し、フィードバック信号として信号加算部5の負入力部に帰還させる。
In addition, the
補正回路4は、音声信号再生装置23から入力された音声信号を補正して、スピーカ13から出力される音声の可聴周波数範囲での周波数特性がほぼフラットの特性となるように設けられた補正回路である。また、信号加算部5は、その正入力部に入力された補正回路4からの音声信号と、その負入力部に入力されたマイクアンプ8からのフィードバック信号の差分をとる引き算器となっている。また、フィルタ6は騒音を低減したい周波数帯域でゲインを大きくしたバンドパスフィルタとなっている。
The
開ループゲイン切替スイッチ9は、騒音レベル検出回路12の出力によって端子Dが端子A、B、Cのいずれかに切り替え接続される。騒音レベル検出回路12の出力信号は後述するように、図2の(c)に示すように2ビットの信号(11)、(10)、(01)、(00)が出力となっている。騒音レベル検出回路12の出力信号が(11)のとき端子Dに端子Aが接続され、(10)のとき端子Dに端子Bが接続され、(01)のとき端子Dに端子Cが接続され、(00)のとき端子間の接続関係はホールドされる。なお、騒音レベル検出回路12の出力信号と端子A、B、C、Dの上記接続関係は一例を示したものであり、その他の接続関係を採用することも可能である。
In the open loop
開ループゲイン切替スイッチ9のD端子がA端子に接続されるように切り替わったときには信号加算部5の出力信号の大きさは変更されずにフィルタ6に入力される。
When the D terminal of the open loop
一方、開ループゲイン切替スイッチ9のD端子がB端子に接続されるように切り替わったときには信号加算部5の出力信号の大きさはアンプ10を介することにより1/M倍されてフィルタ6に入力される。
On the other hand, when the D terminal of the open loop
また、開ループゲイン切替スイッチ9のD端子がC端子に接続されるように切り替わったときには信号加算部5の出力信号の大きさはアンプ11を介することにより1/N倍されてフィルタ6に入力される。
When the D terminal of the open loop
騒音レベル検出期間信号発生回路20は、音声信号再生装置23のPLAY/STOPモード検出部19からの信号を入力し、STOPモードに切り替わる立下り部を検出したとき、所定時間幅T1の騒音レベル検出期間信号を騒音レベル検出回路12とヘッドフォンアンプ7に出力する。この所定時間幅T1は周囲の騒音のレベルを検出するための期間である。
Noise level detection period
騒音レベル検出期間信号発生回路20から騒音レベル検出期間信号を受け取った騒音レベル検出回路12は出力信号として(00)を出力する。したがってこのとき開ループゲイン切替スイッチ9の端子A、B、C、Dの接続関係は所定時間幅T1だけホールドされる。
The noise
また、騒音レベル検出期間信号発生回路20から騒音レベル検出期間信号を受け取ったヘッドフォンアンプ7はこの所定時間幅T1だけ出力を遮断する。この期間はスピーカ13からは音声が出力されない。したがってこのとき、マイク14は周囲の騒音のみを集音することができ、騒音レベル検出回路12は周囲の騒音レベルを正しく検出することができる。
Further,
騒音レベル検出期間T1においてマイク14で集音された周囲の騒音は電気信号に変換されマイクアンプ8を介して騒音レベル検出回路12に入力される。
The ambient noise collected by the
騒音レベル検出回路12には、PLAY/STOPモード検出部19からの信号と、騒音レベル検出期間信号発生回路20からの信号と、マイクアンプ8からの信号が入力されているので、騒音レベル検出期間信号発生回路20から騒音レベル検出期間信号が入力されるとマイクアンプ8からの信号のレベルを判定し、そのレベルの大きさに応じて(10)、(01)のいずれかを出力する。出力信号を(00)から(10)、(01)のいずれかに変化させるタイミングは図2の例では所定時間幅T1が経過した直後であるが所定時間幅T1内であっても良い。
Since the signal from the PLAY / STOP
騒音レベル検出回路12で検出された騒音レベルが予め定められた騒音判定レベルより大きいときは、騒音を低減することを目的として、ゲインが1/Mのアンプ10がフィードバック制御回路の経路に挿入される。このときは騒音レベル検出回路12から出力信号(10)が出力され、端子Bと端子Dが接続される。
When the noise level detected by the noise
また、騒音レベル検出回路12で検出された騒音レベルが予め定められた騒音判定レベルより小さいときは、フィードバック制御に起因する異音を低減することを目的として、ゲインが1/Nのアンプ11がフィードバック制御回路の経路に挿入される。このときは騒音レベル検出回路12から出力信号(01)が出力され、開ループゲイン切替スイッチ9の端子Cと端子Dが接続される。
When the noise level detected by the noise
また、騒音レベル検出回路12は、PLAY/STOPモード検出部19からの信号がPLAYモードに対応するものであるときには出力信号を(11)とする。これにより開ループゲイン切替スイッチ9の端子Aと端子Dが接続され、信号加算部5の出力信号は大きさが変更されずにフィルタ6に入力されて騒音キャンセル制御による音声再生が行われる。
The noise
このように制御回路部1、ヘッドフォン2、音声信号再生装置23で構成された音声再生システムは、音声信号再生装置23がPLAYモードになったときには信号加算部5、フィルタ6、スピーカ13、マイク14、マイクアンプ8により負帰還のフィードバックループを構成する。また、音声信号再生装置23がSTOPモードになったときに、周囲の騒音レベルが予め定められた騒音判定レベルより大きいときには信号加算部5、アンプ10、フィルタ6、スピーカ13、マイク14、マイクアンプ8により負帰還のフィードバックループを構成、周囲の騒音レベルが予め定められた騒音判定レベルより小さいときには信号加算部5、アンプ11、フィルタ6、スピーカ13、マイク14、マイクアンプ8により負帰還のフィードバックループを構成する。
As described above, the audio reproduction system including the
アンプ10のゲイン1/MはMが1より大きく設定されており、また、アンプ11のゲイン1/NはNが1より大きく且つM<Nとして設定されている。したがって音声信号再生装置23がSTOPモードになったとき、制御回路部1は、騒音が予め定められた騒音判定レベルより大きい環境にいるときにはフィードバックループの開ループゲインが比較的大きな1/M倍になり、周囲の騒音が低減されるように動作する。また、音声信号再生装置23がSTOPモードになったとき、騒音が予め定められた騒音判定レベルより小さい環境にいるときには、制御回路部1は、フィードバックループの開ループゲインが比較的小さな1/N倍になり、フィードバック制御に起因する異音が低減されるように動作する。
The
なお、PLAY/STOPモード検出部19は音声信号再生装置23がPLAYモードにあるかSTOPモードにあるかを検出するものであるが、STOPモードのとき音声信号の信号レベルが0であることを間接的に検出する音声信号レベル検出手段でもある。
The PLAY / STOP
図2は、本実施の形態における騒音キャンセルフィードバックループの開ループゲインが、音声信号再生装置23の音声再生状態(PLAY/STOPのモード)によりどのように切り替えられるかを示したものである。
FIG. 2 shows how the open loop gain of the noise cancellation feedback loop in the present embodiment is switched depending on the sound reproduction state (PLAY / STOP mode) of the sound
図2において、(a)は音声信号再生装置23の音声再生状態(PLAY/STOPのモード信号)を示している。図2の(a)においてPLAYは音声信号再生装置23がPLAYモードにある状態、STOPは音声信号再生装置23がSTOPモードにある状態を示す。
In FIG. 2, (a) shows an audio reproduction state (PLAY / STOP mode signal) of the audio
また、図2の(b)は騒音レベルを示したもので、騒音判定レベルLNに対する差分を示している。 Moreover, (b) of FIG. 2 shows a noise level and shows a difference with respect to the noise determination level LN .
また、図2の(c)は騒音レベル検出回路12から出力される騒音レベル検出信号を示したもので、2ビットの出力信号(11)、(10)、(01)、(00)となっている。出力信号(11)はPLAYモード時に対応し、出力信号(10)は周囲の騒音大のときのSTOPモード時に対応し、出力信号(01)は周囲の騒音小のときのSTOPモード時に対応し、出力信号(00)は騒音レベル検出期間時に対応している。
FIG. 2C shows a noise level detection signal output from the noise
また、図2の(d)は開ループゲイン切替スイッチ9の切替状態を示したものである。図において、Aは開ループゲイン切替スイッチ9の端子Aと端子Dが接続され、フィルタ6に端子Aからの信号が入力されている状態を示している。また、Bは開ループゲイン切替スイッチ9の端子Bと端子Dが接続され、フィルタ6に端子Bからの信号が入力されている状態を示している。また、Cは開ループゲイン切替スイッチ9の端子Cと端子Dが接続され、フィルタ6に端子Cからの信号が入力されている状態を示している。
FIG. 2D shows the switching state of the open loop
また、図2の(e)は開ループゲインがどのようになるかを示している。ここで、GPは開ループゲイン切替スイッチ9の端子Aと端子Dが接続されたときの開ループゲインの大きさを表している。また、GP/Mは、開ループゲイン切替スイッチ9の端子Bと端子Dが接続されたときの開ループゲインの大きさで、アンプ10が挿入されることにより開ループゲインがGPの1/M倍になることを示している。また、GP/Nは、開ループゲイン切替スイッチ9の端子Cと端子Dが接続されたときの開ループゲインの大きさで、アンプ11が挿入されることにより開ループゲインがGPの1/N倍になることを示している。
FIG. 2 (e) shows what the open loop gain will be. Here, GP represents the magnitude of the open loop gain when the terminal A and the terminal D of the open loop
図2を参照して、本実施の形態の動作を説明する。 The operation of the present embodiment will be described with reference to FIG.
まず、時刻t1以前は音声信号再生装置23のPLAY/STOPモード切替スイッチ18がSTOPモードにあり、音声再生は停止状態にある。このとき、PLAY/STOPモード検出部19の出力信号はローレベルとなっている。このときの周囲の騒音レベルは騒音判定レベルLNよりΔN1だけ上回っており、騒音レベル検出回路12は信号(10)を出力している。これにより開ループゲイン切替スイッチ9は端子Bと端子Cが接続されるた状態となっているのでアンプ10がフィードバックループに挿入されている。したがって、フィードバックループの開ループゲインはGP/Mとなっている。
First, the time t 1 before there PLAY /
時刻t1でユーザが音声信号再生装置23のPLAY/STOPモード切替スイッチ18をSTOPモードからPLAYモードに切り替えたとする。PLAY/STOPモード検出部19はこの切り替え状態を検出してその出力信号をローレベルからハイレベルに切り替え制御回路部1に出力する。
The user switches the PLAY mode PLAY /
騒音レベル検出回路12はPLAY/STOPモード検出部19からの信号がローレベルからハイレベルに切り替えられたことを検出し、その出力を(11)とする。
The noise
開ループゲイン切替スイッチ9は、騒音レベル検出回路の信号が(11)に切り替わったことにより端子Aと端子Dを接続するように切り替える(図2(d)のAの状態)。このとき、端子Aと端子Dが接続された状態となるので、フィードバックループの開ループゲインはGPとなる(図2(e)のGPの状態)。
The open loop
時刻t2でユーザが音声信号再生装置23のPLAY/STOPモード切替スイッチ18をPLAYモードからSTOPモードに切り替えたとする。PLAY/STOPモード検出部19はこの切り替え状態を検出してその出力(PLAY/STOPモード切替信号)をハイレベルからローレベルに切り替え制御回路部1に出力する。
The user switches the PLAY /
騒音レベル検出期間信号発生回路20はPLAY/STOPモード検出部19からの信号がハイレベルからローレベルに切り替えられたことを検出すると、所定時間幅T1のパルス信号を出力する。騒音レベル検出回路12は騒音レベル検出期間信号発生回路20からの所定時間幅T1のパルス信号を受け取るとその出力を(00)として開ループゲイン切替スイッチ9の端子接続状態をホールドする。
When the noise level detection period
また、騒音レベル検出期間信号発生回路20からの所定時間幅T1のパルス信号を受け取ったヘッドフォンアンプ7は、この所定時間幅T1の間、出力を遮断する。したがってスピーカ13は無音状態となり、マイク14は周囲の騒音のみを集音する。マイク14からの信号はマイクアンプ8を介して騒音レベル検出回路12に入力され、騒音レベルが検出される。騒音レベルは騒音判定レベルよりΔN2だけ下回っているので、騒音レベル検出回路12はその出力を(00)から(01)に変更して出力する。
Further, the
騒音レベル検出回路12の出力が(01)になると、開ループゲイン切替スイッチ9は、端子Cと端子Dを接続するように切り替える(図2(d)のCの状態)。このとき、端子Cと端子Dが接続されるた状態となるのでアンプ11がフィードバックループに挿入される。したがって、フィードバックループの開ループゲインはGP/Nとなる(図2(c)のGP/Nの状態)。
When the output of the noise
以下、同様にPLAY/STOPモード切替スイッチ18の操作に応じてフィードバックループの開ループゲインが切り替えられ、STOPモードになったときに周囲の騒音レベルが騒音判定レベルより大きいときはフィードバックループの開ループゲインがGP/Mのように比較的大きなゲインとなるように切り替えられ、周囲の騒音レベルが騒音判定レベルより小さいときはフィードバックループの開ループゲインがGP/Nのように比較的小さなゲインとなるように切り替えられる。したがって音声信号再生装置をSTOPモードにしたとき、周囲の騒音が大きいときには騒音が小さく押さえられ、周囲の騒音が小さいときにはフィードバック制御に起因する異音が抑えられる。
Similarly, the open loop gain of the feedback loop is switched according to the operation of the PLAY / STOP
上記説明で分かるように、本実施の形態によるヘッドフォンは、周囲の騒音が小さく且つ音声の再生が停止された静かな状態のときにはフィードバック制御に起因する異音が小さく抑えられる。また、周囲の騒音が大きく且つ音声の再生が停止された状態では周囲の騒音が小さく抑えられる。また、音声再生時には、騒音キャンセルフィードバック制御回路が開ループゲインの大きな状態で動作しても、音声の音量に対し異音は小さいので異音は気にならない。したがって、本実施の形態によれば、PLAYモード、STOPモードのどちらでも異音が気にならない騒音キャンセルヘッドフォンを提供することができる。また、周囲の騒音が大きい状態でSTOPモードにすれば耳栓代わりとすることができる。 As can be seen from the above description, the headphone according to the present embodiment can suppress noise caused by feedback control when the ambient noise is low and the sound reproduction is stopped. Further, when the ambient noise is high and the sound reproduction is stopped, the ambient noise is suppressed to a low level. Also, during sound reproduction, even if the noise cancellation feedback control circuit operates in a state where the open loop gain is large, the noise is small because the noise is small relative to the sound volume. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to provide a noise-canceling headphone that does not bother unusual sounds in either the PLAY mode or the STOP mode. Moreover, if the STOP mode is set in a state where the ambient noise is large, it can be used as an earplug.
(第2の実施の形態)
次に、図3を参照して、本発明の第2の実施の形態について説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
上記第1の実施の形態においては、騒音キャンセルフィードバックループの開ループゲイン切替を、PLAY/STOPモード切替スイッチ18の操作状態を判断して行うようにしたが、本実施の形態では音声信号再生装置3から入力される音声信号のレベルを検出して行う。
In the first embodiment, the open loop gain switching of the noise cancellation feedback loop is performed by determining the operation state of the PLAY / STOP
図3は、本実施の形態による騒音キャンセルヘッドフォンの構成を示している。図3に示されたように、本実施の形態では、音声信号再生装置3から補正回路4に入力される音声信号の信号レベルから、音声信号の信号レベルが所定値より小さい状態であることを検出して信号出力する音声信号レベル検出部22が備わっている。
FIG. 3 shows a configuration of the noise canceling headphone according to the present embodiment. As shown in FIG. 3, in the present embodiment, the signal level of the audio signal is less than a predetermined value based on the signal level of the audio signal input from the audio
音声信号レベル検出部22は第1の実施の形態におけるPLAY/STOPモード検出部19の代わりに設けられたもので、その入力部は、音声信号再生装置3の音声信号出力部と補正回路4の入力部間に接続され、その出力部は、騒音レベル検出回路12と騒音レベル検出期間信号発生回路20に接続されている。音声信号レベル検出部22の出力信号は、上記第1の実施の形態におけるPLAY/STOPモード検出部19の出力信号と同様に利用される。
The audio signal
その他、図1に示された符号と同一符号のものは同じものを示している。本実施の形態の説明は、第1の実施の形態と異なる点を主に説明し、第1の実施の形態で説明したその他の説明は省略する。 In addition, the same reference numerals as those shown in FIG. 1 denote the same elements. In the description of the present embodiment, points different from the first embodiment will be mainly described, and the other descriptions described in the first embodiment will be omitted.
以下、図4を参照して第2の実施の形態における騒音キャンセルヘッドフォンの動作を説明する。 Hereinafter, the operation of the noise-canceling headphone according to the second embodiment will be described with reference to FIG.
いま、音声信号再生装置3のPLAY/STOPモード切替スイッチ11が図4の(a)のように、時刻t1でSTOPモードからPLAYモードに切り替わり、時刻t4でPLAYモードからSTOPモードに切り替わるとする。
Now, as in the audio
時刻t1以前はSTOPモードにあるため、図4の(b)に示したように音声信号再生装置3から補正回路4には音声信号が出力されない。このとき、音声信号レベル検出部22は音声信号が予め定めた音声信号判定レベルLSを下回ったレベル状態であることを検出して、出力はローレベルとなっている。このときの周囲の騒音レベルは図4の(e)に示したように予め定めた騒音判定レベルをΔN1だけ上回っているとする。したがって、騒音レベル検出回路12は信号(10)を出力している。なお、音声信号判定レベルLSは、ユーザにとってそれ以下のレベルでは実質無音と感じられるレベルとするのがよい。
Since it is in the STOP mode before time t 1, no audio signal is output from the audio
このとき、開ループゲイン切替スイッチ9の端子Bと端子Dが接続され、アンプ10がフィードバックループに挿入された状態となっている。したがって、このときのフィードバックループの開ループゲインはGP/Mとなっている。
At this time, the terminal B and the terminal D of the open loop
次に、時刻t1時点でユーザが音声信号再生装置3のPLAY/STOPモード切替スイッチ11をPLAYモードに切り替えると、音声信号再生装置3から補正回路4に音声信号が出力される。
Next, when the user switches the PLAY / STOP
音声信号レベルが図4の(b)に示したように時刻t2から時刻t3の間に音声信号判定レベルLSを下回った場合を考える。すると音声信号レベル検出回路22は、図4の(c)に示したように時刻t1以前はローレベル、時刻t1からt2の間でハイレベル、時刻t2からt3の間でローレベル、時刻t3からt4の間でハイレベル、時刻t4以後はローレベルの信号を出力する。時刻t1以前と時刻t4以後は音声信号無し、時刻t2からt3の間は音声信号が非常に小さく、したがってこれらはフィードバック制御に起因する異音が気になる領域である。したがって本実施の形態ではこれらの領域でフィードバックループの開ループゲインを切り替えることを考える。このとき第1の実施の形態と同様に考え、周囲の騒音の大きさによって開ループゲインの大きさを切り替える。
Consider a case where the audio signal level falls below the audio signal determination level L S between time t 2 and time t 3 as shown in FIG. Then the audio signal
しかしながら、音声信号は短時間で元の大きなレベルに戻ることも考えられるので、騒音レベル検出回路12に所定時間T2の動作遅れをもたせると良い。これは、図4の(d)の時刻t2でONし時間T2が経過したときOFFするタイマーのタイマーOFF時の信号により切り替えるようにすればよい。このようにすると、不必要に多くの開ループゲイン切り替えがなくなるので、動作が安定する。
However, since it is also conceivable audio signal back to a large level of the original in a short time, it may impart an operation delay of the predetermined time T 2 in the noise
このタイマーOFF時の動作は、時刻t4のPLAYモード信号の立下り時も同様である。 The operation at the time the timer OFF is the same even when the falling of the PLAY mode signal at time t 4.
時刻t3の時点で音声信号レベルが音声信号判定レベルLSを上回るようになると、音声信号レベル検出回路22の出力は図4の(c)に示したようにハイレベルとなるので、騒音レベル検出回路12はこれを検出しその出力を(11)とする。これにより開ループゲイン切替スイッチ9の端子Aと端子Dが接続され、フィードバックループの開ループゲインがGPとなった騒音キャンセルモードで音声を再生する。なお、音声信号レベル検出信号がタイマー期間T2の間にハイレベルとなったときには、騒音レベル検出回路12は音声信号レベル検出信号に優先して反応し騒音レベル検出信号を(11)とする。
When the audio signal level at time t 3 comes to exceed the audio signal determination level L S, the output of the audio signal
時刻t4でPLAY/STOPモード切替スイッチ18が操作されSTOPモードに切り替えられると音声信号の信号レベルが音声信号判定レベルLS以下になり、時刻t3の場合と同様に動作する。
Time t 4 in PLAY / When STOP
以上の説明のように本実施の形態の騒音キャンセルヘッドフォンは動作するので、周囲の騒音が小さく且つ音声の再生が停止された静かな状態、あるいは、音声信号が所定レベルを下回った状態のときにはフィードバック制御に起因する異音が小さく抑えられる。また、周囲の騒音が大きく且つ音声の再生が停止された状態では周囲の騒音が小さく抑えられる。また、音声再生時には、騒音キャンセルフィードバック制御回路が開ループゲインの大きな状態で動作しても、音声の音量に対し異音は小さいので異音は気にならない。したがって、本実施の形態によれば、PLAYモード、STOPモードのどちらでも異音が気にならない騒音キャンセルヘッドフォンを提供することができる。また、周囲の騒音が大きい状態でSTOPモードにすれば耳栓代わりとすることができる。 As described above, the noise-canceling headphone according to the present embodiment operates, so that feedback is provided when the ambient noise is low and the sound reproduction is stopped or when the sound signal is below a predetermined level. Abnormal noise caused by control can be kept small. Further, when the ambient noise is high and the sound reproduction is stopped, the ambient noise is suppressed to a low level. Also, during sound reproduction, even if the noise cancellation feedback control circuit operates in a state where the open loop gain is large, the noise is small because the noise is small relative to the sound volume. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to provide a noise-canceling headphone that does not bother unusual sounds in either the PLAY mode or the STOP mode. Moreover, if the STOP mode is set in a state where the ambient noise is large, it can be used as an earplug.
以上の実施の形態において、モード信号はPLAYモードのときハイレベル、STOPモードのときローレベルとしたが、ハイとローを逆にした論理信号であっても実施することができる。また、制御回路部1、19の構成は上記実施の形態の構成に限定されない。例えばフィルタ6や開ループゲイン切替スイッチ9をフィードバック側に備えたものであっても良い。また、フィードバックループの開ループゲインを変更する手段として開ループゲイン切替スイッチ9を設けたが、本発明はこれに限定されない。例えばフィルタ6のゲインを変更するようにしても良い。
In the above embodiment, the mode signal is high level in the PLAY mode and low level in the STOP mode. However, the mode signal can be implemented even if it is a logic signal in which high and low are reversed. The configuration of the
また、音声信号レベル検出部18が音声信号のレベルを判断するときの音声信号判定レベルLSの大きさにヒステリシス特性を持たせるようにするとヒステリシス幅内のレベル変化には応答しなくなり、音声信号判定レベルLS付近での開ループゲイン切替スイッチ9の切り替え動作を少なくすことができるので、動作を安定化することができる。
Further, if the audio signal
また、上記実施の形態では、1つの騒音判定レベルLNによりフィードバックループの経路をアンプ10、アンプ11の2通りに切り替える例を示したが、本発明はこれに限らず、騒音レベルを複数のレベルで検出し、フィードバックループの経路を複数の経路で切り替えても良い。
In the above-described embodiment, an example in which the feedback loop path is switched in two ways of the
以上、具体的な実施の形態によって本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更して実施することができることは言うまでもない。 As mentioned above, although this invention was demonstrated by specific embodiment, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to the said embodiment, It can change and implement in the range which does not deviate from the summary of this invention.
本発明は、フィードバック制御を利用した騒音キャンセルヘッドフォンに利用できる。 The present invention can be used for a noise-canceling headphone using feedback control.
1、21、31・・・制御回路部
2・・・ヘッドフォン(音声再生部)
3、23・・・シリコンプレーヤ(音声信号再生装置)
4・・・補正回路
5・・・信号加算部
6・・・フィルタ
7・・・ヘッドフォンアンプ
8・・・マイクアンプ
9・・・開ループゲイン切替スイッチ
10、11・・・アンプ
12・・・騒音レベル検出回路
13・・・スピーカ
14・・・マイク
15・・・ヘッドフォンハウジング
16・・・バンド
17・・・耳
18・・・PLAY/STOPモード切替スイッチ
19・・・PLAY/STOPモード検出部
20・・・騒音レベル検出期間信号発生回路
22・・・音声信号レベル検出回路
1, 21, 31 ... Control circuit part 2 ... Headphone (sound reproduction part)
3, 23 ... Silicon player (audio signal reproduction device)
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記音声信号が正入力部に入力されマイクアンプからの信号が負入力部に入力されてその差分が出力される信号加算部、前記信号加算部の出力信号を1より小さい異なる増幅率で増幅する複数のアンプ、前記信号加算部の出力信号乃至前記複数のアンプの出力信号のいずれかを選択して出力する開ループゲイン切替手段、前記開ループゲイン切替手段からの信号を入力し増幅して出力するヘッドフォンアンプ、前記ヘッドフォンアンプの出力信号を入力して音声を発生するスピーカ、前記スピーカで発生された音声と周囲の騒音を集音して電気信号に変換して出力するマイク、前記マイクの出力信号を入力し前記信号加算部の負入力部に帰還する前記マイクアンプ、により構成された周囲の騒音をキャンセルするための騒音キャンセルフィードバック制御回路と、
前記音声信号のレベルを検出する音声信号レベル検出手段と、
前記ヘッドフォンアンプの出力を遮断して前記マイクアンプの出力を基に周囲の騒音レベルのみを検出する騒音レベル検出手段と、
を備え、
前記音声信号の信号レベルが所定値を下回ることを前記音声信号レベル検出手段が検出したとき、前記開ループゲイン切替手段は前記騒音レベル検出手段で検出された前記騒音レベルに応じて前記複数のアンプの出力信号の中のいずれか1つを選択するように切り替えることを特徴とする騒音キャンセルヘッドフォン。 In the noise canceling headphones that can input the audio signal and hear the sound in which the surrounding noise is canceled,
The audio signal is input to the positive input unit, the signal from the microphone amplifier is input to the negative input unit and the difference is output, and the output signal of the signal addition unit is amplified with a different amplification factor smaller than 1. A plurality of amplifiers, an open loop gain switching means for selecting and outputting any one of the output signals of the signal adding unit to the output signals of the plurality of amplifiers, and a signal from the open loop gain switching means being input, amplified and output A headphone amplifier, a speaker that generates sound by inputting an output signal of the headphone amplifier, a microphone that collects sound generated by the speaker and ambient noise, converts the noise into an electrical signal, and outputs the electric signal; output of the microphone noise cancellation fee for canceling the microphone amplifier, ambient noise, which is constituted by the inputs of the signal fed back to the negative input of the signal adding unit And back control circuit,
Audio signal level detection means for detecting the level of the audio signal;
A noise level detection means for blocking only the output of the headphone amplifier and detecting only the ambient noise level based on the output of the microphone amplifier ;
With
When the signal level of the audio signal is the speech signal level detecting means that below a predetermined value is detected, the plurality of amplifiers according the open loop gain switching means to the noise level detected by said noise level detecting means A noise-canceling headphone that is switched to select any one of the output signals .
前記再生モード/再生停止モード検出手段が前記再生停止モードを検出したとき、前記開ループゲイン切替手段は前記騒音レベル検出手段で検出された前記騒音レベルに応じて前記複数のアンプの出力信号の中のいずれか1つを選択するように切り替えることを特徴とする請求項1に記載の騒音キャンセルヘッドフォン。 The audio signal level detection means utilizes the fact that the audio signal is reproduced when the audio signal reproduction device is in a reproduction mode and the audio signal is not reproduced when the audio signal reproduction device is in a reproduction stop mode. Reproduction mode / reproduction stop mode detection means for detecting that the signal level of the audio signal is below the predetermined value by detecting a reproduction stop mode ;
Wherein when the playback mode / STOP mode detecting means detects the reproduction stop mode, the open loop gain switching means in the output signal of said plurality of amplifiers in accordance with the noise level detected by said noise level detecting means The noise-canceling headphone according to claim 1 , wherein the switching is performed so that any one of the two is selected .
前記開ループゲイン切替手段は、前記入力音声信号レベル検出手段により前記音声信号の前記信号レベルが前記所定値を下回ることを検出したとき、前記開ループゲイン切替手段は前記騒音レベル検出手段が検出した前記騒音レベルに応じて前記複数のアンプの出力信号の中のいずれか1つを選択するように切り替えることを特徴とする請求項1に記載の騒音キャンセルヘッドフォン。 The audio signal level detection means is input audio signal level detection means for detecting the signal level of the input audio signal,
The open loop gain switching means, when said signal level of said audio signal by said input audio signal level detecting means detects that below the predetermined value, the open loop gain switching means has detected that the noise level detecting means 2. The noise canceling headphone according to claim 1 , wherein switching is performed so as to select any one of the output signals of the plurality of amplifiers according to the noise level .
前記騒音キャンセルフィードバック制御回路のフィードバックループ内に配置され、
前記音声信号再生装置の再生モード時に信号のレベルを変えないで伝達する第1の経路と、
前記再生停止モード時であって前記騒音レベルが予め定めた騒音判定レベルを上回るとき前記第1の経路より信号のレベルを小さくして伝達する第2の経路と、
前記再生停止モード時であって前記騒音レベルが予め定めた前記騒音判定レベルを下回るとき前記第2の経路より信号のレベルを小さくして伝達する第3の経路と、
を前記騒音レベル検出手段で検出された前記騒音レベルに応じて切り替える経路切替手段として構成されたことを特徴とする請求項2に記載の騒音キャンセルヘッドフォン。 The open loop gain switching means
Arranged in the feedback loop of the noise cancellation feedback control circuit,
A first path for transmitting without changing the signal level during the playback mode of the audio signal playback device ;
A second path for transmitting by reducing the level of signal from the first path when above the noise judgment levels the noise level is predetermined in a said reproduction stop mode,
A third path for transmitting by reducing the level of signal from the second path when below the noise judgment levels the noise level is predetermined in a said reproduction stop mode,
Noise cancellation headphones according to claim 2, characterized in that it is configured as a path switching means for switching in response to the noise level detected by said noise level detecting means.
前記第3の経路はNを1より大きく且つM<Nである値とした1/Nの増幅率を有するアンプにより信号のレベルを小さくして伝達することを特徴とする請求項5に記載の騒音キャンセルヘッドフォン。 In the second path, the signal level is reduced by an amplifier having an amplification factor of 1 / M where M is greater than 1, and transmitted.
6. The third path according to claim 5, wherein a signal level is reduced by an amplifier having an amplification factor of 1 / N where N is greater than 1 and M <N. Noise canceling headphones.
前記騒音キャンセルヘッドフォンには、
前記音声信号が正入力部に入力されマイクアンプからの信号が負入力部に入力されてその差分が出力される信号加算部、前記信号加算部の出力信号を1より小さい異なる増幅率で増幅する複数のアンプ、前記信号加算部の出力信号乃至前記複数のアンプの出力信号のいずれかを選択して出力する開ループゲイン切替手段、前記開ループゲイン切替手段からの信号を入力し増幅して出力するヘッドフォンアンプ、前記ヘッドフォンアンプの出力信号を入力して音声を発生するスピーカ、前記スピーカで発生された音声と周囲の騒音を集音して電気信号に変換して出力するマイク、前記マイクの出力信号を入力し前記信号加算部の負入力部に帰還する前記マイクアンプ、により構成された周囲の騒音をキャンセルするための騒音キャンセルフィードバック制御回路が備えられており、
音声信号再生装置が再生モードになったとき前記音声信号が再生され前記音声信号再生装置が再生停止モードになったとき前記音声信号が再生されないことを利用して前記再生停止モードを検出することにより前記音声信号の信号レベルが所定値を下回ることを検出し、検出された騒音レベルに応じ、前記複数のアンプの出力信号の中のいずれか1つを選択するように前記開ループゲイン切替手段を切り替えることを特徴とする騒音キャンセルヘッドフォンの騒音キャンセル制御モード切替方法。 In the noise canceling headphone noise canceling control mode switching method, the sound signal can be heard by inputting an audio signal and the surrounding noise is canceled.
The noise canceling headphones include
The audio signal is input to the positive input unit, the signal from the microphone amplifier is input to the negative input unit and the difference is output, and the output signal of the signal addition unit is amplified with a different amplification factor smaller than 1. A plurality of amplifiers, an open loop gain switching means for selecting and outputting any one of the output signals of the signal adding unit to the output signals of the plurality of amplifiers, and a signal from the open loop gain switching means being input, amplified and output A headphone amplifier, a speaker that generates sound by inputting an output signal of the headphone amplifier, a microphone that collects sound generated by the speaker and ambient noise, converts the noise into an electrical signal, and outputs the electric signal; output of the microphone Noise canceling fee for canceling ambient noise composed of the microphone amplifier that inputs a signal and returns to the negative input unit of the signal adding unit. Back control circuit is provided,
By detecting the reproduction stop mode by utilizing the fact that the audio signal is reproduced when the audio signal reproduction device is in the reproduction mode and the audio signal is not reproduced when the audio signal reproduction device is in the reproduction stop mode. The open loop gain switching means detects that the signal level of the audio signal is below a predetermined value, and selects any one of the output signals of the plurality of amplifiers according to the detected noise level. Noise canceling headphone noise canceling control mode switching method characterized by switching.
前記騒音レベル検出手段は、入力された前記モード切替信号が前記再生停止モードであるとき、前記開ループゲイン切替手段に対し、前記騒音キャンセルフィードバック制御回路の開ループゲインが再生モード時より小さくなるように、検出された前記騒音レベルに応じて前記複数のアンプの出力信号の中のいずれか1つを選択する選択信号を出力し、
前記開ループゲイン切替手段は前記騒音レベル検出手段からの前記選択信号に応じ前記複数のアンプの出力信号の中のいずれか1つを選択するように切り替える
ことを特徴とする請求項8に記載の騒音キャンセルヘッドフォンの騒音キャンセル制御モード切替方法。 The mode switching signal output from the audio signal reproduction device is output to the noise level detection means,
The noise level detection means is configured such that when the input mode switching signal is in the regeneration stop mode, the open loop gain of the noise cancellation feedback control circuit is smaller than that in the regeneration mode with respect to the open loop gain switching means. to, and outputs a selection signal for selecting one among the output signals of said plurality of amplifiers in accordance with said detected noise level,
The said open loop gain switching means switches so that any one of the output signals of said several amplifier may be selected according to the said selection signal from the said noise level detection means . Noise cancellation Headphone noise cancellation control mode switching method.
前記騒音キャンセルヘッドフォンには、
前記音声信号が正入力部に入力されマイクアンプからの信号が負入力部に入力されてその差分が出力される信号加算部、前記信号加算部の出力信号を1より小さい異なる増幅率で増幅する複数のアンプ、前記信号加算部の出力信号乃至前記複数のアンプの出力信号のいずれかを選択して出力する開ループゲイン切替手段、前記開ループゲイン切替手段からの信号を入力して増幅し出力するヘッドフォンアンプ、前記ヘッドフォンアンプの出力信号を入力して音声を発生するスピーカ、前記スピーカで発生された音声と周囲の騒音を集音して電気信号に変換して出力するマイク、前記マイクの出力信号を入力し前記信号加算部の負入力部に帰還する前記マイクアンプ、により構成された周囲の騒音をキャンセルするための騒音キャンセルフィードバック制御回路が備えられており、
入力された前記音声信号の信号レベルを検出し、
検出した前記音声信号の前記信号レベルが所定値を下回ることを検出したとき、前記開ループゲイン切替手段は騒音レベル検出手段が検出した周囲の騒音レベルに応じて前記複数のアンプの出力信号の中のいずれか1つを選択するように切り替えることを特徴とする騒音キャンセルヘッドフォンの騒音キャンセル制御モード切替方法。 In the noise canceling headphone noise canceling control mode switching method, the sound signal can be heard by inputting an audio signal and the surrounding noise is canceled.
The noise canceling headphones include
The audio signal is input to the positive input unit, the signal from the microphone amplifier is input to the negative input unit and the difference is output, and the output signal of the signal addition unit is amplified with a different amplification factor smaller than 1. A plurality of amplifiers, an open loop gain switching means for selecting and outputting one of the output signals of the signal adding unit to the output signals of the plurality of amplifiers, a signal from the open loop gain switching means being input, amplified and output A headphone amplifier, a speaker that generates sound by inputting an output signal of the headphone amplifier, a microphone that collects sound generated by the speaker and ambient noise, converts the noise into an electrical signal, and outputs the electric signal; output of the microphone noise cancellation fee for canceling the microphone amplifier, ambient noise, which is constituted by the inputs of the signal fed back to the negative input of the signal adding unit Back control circuit is provided,
Detect the signal level of the input audio signal,
When the signal level of the detected the voice signal is detected to be below a predetermined value, the open loop gain switching means in the output signal of said plurality of amplifiers in accordance with the ambient noise level that noise level detecting means detects A method for switching a noise canceling control mode of a noise canceling headphone characterized by switching so as to select any one of the above .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006082998A JP4505427B2 (en) | 2006-03-24 | 2006-03-24 | Noise canceling headphones and noise canceling control mode switching method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006082998A JP4505427B2 (en) | 2006-03-24 | 2006-03-24 | Noise canceling headphones and noise canceling control mode switching method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007259241A JP2007259241A (en) | 2007-10-04 |
JP4505427B2 true JP4505427B2 (en) | 2010-07-21 |
Family
ID=38632996
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006082998A Expired - Fee Related JP4505427B2 (en) | 2006-03-24 | 2006-03-24 | Noise canceling headphones and noise canceling control mode switching method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4505427B2 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB0725110D0 (en) * | 2007-12-21 | 2008-01-30 | Wolfson Microelectronics Plc | Gain control based on noise level |
JP4572945B2 (en) | 2008-03-28 | 2010-11-04 | ソニー株式会社 | Headphone device, signal processing device, and signal processing method |
JP4631939B2 (en) | 2008-06-27 | 2011-02-16 | ソニー株式会社 | Noise reducing voice reproducing apparatus and noise reducing voice reproducing method |
US8798283B2 (en) * | 2012-11-02 | 2014-08-05 | Bose Corporation | Providing ambient naturalness in ANR headphones |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04107993U (en) * | 1991-02-28 | 1992-09-17 | 株式会社ケンウツド | Electronic silencer and audio reproduction device using electronic silencer |
JP2000059876A (en) * | 1998-08-13 | 2000-02-25 | Sony Corp | Sound device and headphone |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02105381A (en) * | 1988-10-14 | 1990-04-17 | Hitachi Ltd | Magnetic recording/reproducing device containing fan motor |
JP3112268B2 (en) * | 1989-03-29 | 2000-11-27 | ソニー株式会社 | Noise reduction device |
JPH04348398A (en) * | 1991-01-30 | 1992-12-03 | Calsonic Corp | Active noise canceler |
JPH0511772A (en) * | 1991-07-03 | 1993-01-22 | Alpine Electron Inc | Noise canceling system |
JPH06318085A (en) * | 1993-05-07 | 1994-11-15 | Fujitsu Ten Ltd | Noise controller |
-
2006
- 2006-03-24 JP JP2006082998A patent/JP4505427B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04107993U (en) * | 1991-02-28 | 1992-09-17 | 株式会社ケンウツド | Electronic silencer and audio reproduction device using electronic silencer |
JP2000059876A (en) * | 1998-08-13 | 2000-02-25 | Sony Corp | Sound device and headphone |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2007259241A (en) | 2007-10-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4505423B2 (en) | Noise canceling headphones and noise canceling control switching method | |
JP5610945B2 (en) | Noise canceling headphones and noise canceling earmuffs | |
US8315400B2 (en) | Method and device for acoustic management control of multiple microphones | |
JP4572945B2 (en) | Headphone device, signal processing device, and signal processing method | |
JP4887060B2 (en) | Noise canceling headphones | |
US8422691B2 (en) | Audio outputting device, audio outputting method, noise reducing device, noise reducing method, program for noise reduction processing, noise reducing audio outputting device, and noise reducing audio outputting method | |
JP5063528B2 (en) | Noise cancellation system | |
KR102758191B1 (en) | Wind noise suppression for active noise cancellation systems and methods | |
JP2016519906A (en) | System and method for multimode adaptive noise cancellation for audio headsets | |
KR102729415B1 (en) | Audio system and signal processing method for ear-mountable playback device | |
WO2009136953A1 (en) | Method and device for acoustic management control of multiple microphones | |
JP4967894B2 (en) | Signal processing apparatus, signal processing method, program, noise canceling system | |
JP7143852B2 (en) | Control device, control method, program | |
JP4505427B2 (en) | Noise canceling headphones and noise canceling control mode switching method | |
JP4505428B2 (en) | Noise canceling headphones and noise canceling control mode switching method | |
JP2018163304A (en) | Signal processing apparatus and active noise cancellation system | |
JP4524242B2 (en) | Noise canceling headphones and method for adjusting variation thereof | |
CN115396774A (en) | Active noise reduction method and active noise reduction earphone | |
JP5470729B2 (en) | Signal processing apparatus and signal processing method | |
JP4942555B2 (en) | Noise canceling headphones | |
JP4558625B2 (en) | Noise canceling headphones and listening method thereof | |
CN112236814A (en) | Real-time detection of feed-forward instability | |
WO2023243344A1 (en) | Hearing device and control method for hearing device | |
JP2007108522A (en) | Noise cancellation headphone and its variation adjusting method | |
JP2010178224A (en) | Hearing aid |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080220 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100210 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100216 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100319 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100420 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100426 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130430 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130430 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |