專利名稱:音響裝置和頭載耳機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及降低周圍環(huán)境噪聲便于收聽例如音樂等的頭栽耳機和 音響裝置。
背景技術(shù):
我們知道,有一種所謂消噪聲頭載耳機,利用裝在頭栽耳機框體 內(nèi)的話筒,接收使用者周圍的噪聲,并對該噪聲進行分析,從頭載耳 機的信號聲音變換元件(以下稱驅(qū)動單元)輸出與噪聲的相位相反的 聲音,由此來降低上述周圍環(huán)境噪聲。
在這種情況下,噪聲抵消方式有前饋(feedforword)方式和反饋 (feedback)方式。圖9是表示前饋方式的消噪聲頭載耳機的構(gòu)成的 圖,圖IO是表示反饋方式的消噪聲頭栽耳機的構(gòu)成的圖。
在圖9的前饋方式中,話筒接收周圍的噪聲,但從驅(qū)動單元2發(fā) 出聲音的位置是配置在話筒接收不到聲音的位置上。而且,從話筒1 來的與接收的周圍噪聲對應(yīng)的電信號供給均衡器電路3。
為了得到用來抵消該輸入的周圍聲音的聲音信號,對該均衡器電 路3的相位和振幅特性、即頻率特性進行優(yōu)化設(shè)計。該均衡器電路3 的輸出信號經(jīng)加法電路4供給放大器5。
對該放大器5進行優(yōu)化設(shè)計,使用來抵消上述周圍聲音的聲音信 號的增益為最佳值。將從該放大器5來的用來抵消上述周圍聲音的聲 音信號供給驅(qū)動單元2。即,驅(qū)動單元2具有作為用來抵消使用者周圍
的聲音的聲源的作用。
這樣一來,在使用者的耳朵附近發(fā)出與周圍的聲音相位相反的聲 音,將其與周圍的聲音進行音響合成。結(jié)果,周圍的聲音被抵消,使
用者能夠聽到使周圍環(huán)境聲音降低了的聲音。
而且,這時,從聲音信號輸入端子6供給音樂信號等,經(jīng)加法電 路4相加后,通過放大器5供給驅(qū)動單元2,播放音樂。這時,因為是
如上述那樣通過抵消來降低噪聲,所以,即使周圍的噪聲大,使用者
也能愉快地欣賞高質(zhì)量的音樂。其次,在圖10的反饋方式中,話筒l在使用者的耳朵附近,接收 周圍的噪聲和從驅(qū)動單元2發(fā)出的聲音的合成聲音。而且,對均衡器 電路3的頻率特性(相位和振幅特性)進行優(yōu)化設(shè)計,使話筒1接收 的合成聲音在規(guī)定電平以下。此外,將放大器5的增益也設(shè)計成使其對 周圍噪聲的抵消效杲達到最佳。在該反饋方式中,如圖10所示,加法電路4設(shè)在均衡器電路3的 輸入側(cè)。而且,從聲音信號輸入端子6供給音樂信號等,在加法電路4 中相加,再通過均衡器電路3和放大器5供給驅(qū)動單元2,播放音樂。 這時,因為是如上述那樣通過抵消來降低噪聲,所以,即使周圍的噪 聲大,使用者也能愉快地欣賞高質(zhì)量的音樂,而且音量也不會太大。因為具有以上優(yōu)點,所以,消噪聲頭載耳機應(yīng)用于在飛機內(nèi)收聽 已將發(fā)動機噪聲降低了的音樂等方面。但是,現(xiàn)有的消噪聲頭載耳機做成整體結(jié)構(gòu),其用來抵消噪聲的 構(gòu)件事實上不可能與頭栽耳機部分分離。采用這樣的整體結(jié)構(gòu)是因 為消噪聲頭栽耳機在工作原理上是在1個數(shù)量級(十進制)以上的 寬頻帶范圍內(nèi)產(chǎn)生與噪聲信號相位相反的信號來抵消噪聲,但音響特 性離散性大,為了消除各噪聲抵消構(gòu)件的特性離散性的影響,將各構(gòu) 件做成一體,對其進行統(tǒng)一調(diào)整修正,以達到最大抵消效果。但是,這樣的整體結(jié)構(gòu)存在以下等等問題① 當即使是因為衛(wèi)生上原因需要更換與人體接觸的耳朵墊等部分 等而需要更換一部分構(gòu)件時,也必須整體更換。② 當更換一部分構(gòu)件時,必須重新進行整體調(diào)整。③ 整體更換也好,部分更好也好,其維護費用都很高。 本發(fā)明的目的在于提供一種能夠一并解決上述問題的音響裝置。 發(fā)明內(nèi)容為了解決上述問題,本發(fā)明的音響裝置的特征在于由頭載耳機 部和控制電路部構(gòu)成,頭載耳機部是裝在使用者的頭部上的部件,將 用來檢測上迷使用者周圍的聲音的話筒和具有作為用來抵消使用者周 圍的聲音的聲音源的功能的信號音響變換元件裝在頭載耳機框體內(nèi), 具有用來輸出話筒接收的聲音信號的第1輸出端子和用來輸入對信號 音響變換元件供給的聲音信號的第l輸入端子,
控制電路部是與頭載耳機部分開的另外的部件,具有與第1輸出
端子連接的第2榆入端子和第l輸入端子連接的第2輸出端子,同時, 對于經(jīng)第2輸入端子輸入的從頭載耳機部的話筒來的聲音信號,至少 對其頻率特性和增益特性進行控制,生成成為用來抵消周圍聲音的聲 音源的信號,并通過第2輸出端子供給頭載耳機部的信號音響變換元 件。
通過使頭載耳機部和生成用來抵消周圍聲音的信號控制電路部分 體,在更換一部分構(gòu)件時不必更換整個裝置。此外,當更換頭載耳機 部或控制電路部的一部分部件時,只需要對更換了部件的頭栽耳機部 或控制電路部進行調(diào)整即可,使調(diào)整工作簡單,并減輕了維護費用。
其特征在于在頭栽耳機框體內(nèi)設(shè)置調(diào)整周圍聲音抵消量的調(diào)整部。
即使在頭載耳機部和控制電路部分體地構(gòu)成的情況下,若在頭栽 耳機部設(shè)置調(diào)整部,對于作為消噪聲頭栽耳機裝置的調(diào)整也是很適合 的。
此外,其特征在于將控制電路部的頻率特性和增益特性調(diào)整成 在50Hz~ 1. 5KHz范圍中的規(guī)定頻率中具有規(guī)定的頻率。
因這樣來調(diào)整控制電路,使其本身的特性沒有離散,所以,即使 是分體結(jié)構(gòu),通過特別地進行組合也能夠發(fā)揮規(guī)定的噪聲抵消效果。
圖l是表示本發(fā)明的音響裝置的一實施形態(tài)的整體構(gòu)成例的圖。 圖2是用來說明本發(fā)明的音響裝置的一實施形態(tài)的主要部分的圖。
圖3是表示圖1的實施形態(tài)的一部分的具體電路例的圖。
圖4是表示圖1的實施形態(tài)的一部分的具體電路例的圖。
圖5是表示圖1的實施形態(tài)的一部分的具體電路例的圖。
圖6是表示圖1的實施形態(tài)的一部分的具體電路例的圖。
圖7是表示本發(fā)明的音響裝置的另一實施形態(tài)的主要部分的圖。
圖8是表示本發(fā)明的音響裝置的又一個實施形態(tài)的整體構(gòu)成例的圖。
圖9是用來說明前饋方式消噪聲頭載耳機的圖。 圖IO是用來說明反饋方式消噪聲頭載耳機的圖。
具體實施例方式
下面,參照
本發(fā)明的音響裝置的實施形態(tài)。
如圖1所示,本實施形態(tài)的音響裝置由頭載耳機部IO和控制電路 部20構(gòu)成。如圖所示,頭載耳機部IO和控制電路部2 0是分體的,頭 栽耳機部IO具有作為左右聲音信號輸出端子(第l輸出端子)的立體 聲插頭11和作為左右聲音信號輸入端子(第1輸入端子)的立體聲插 頭12,此外,控制電路20在其框體23的側(cè)面等具有作為左右聲音信 號輸入端子(第2輸入端子)的立體聲插座21和作為左右聲音信號輸 出端子(第2輸出端子)的立體聲插座22。而且,頭載耳機10的插頭 11、 12插入控制電路20的插座21、 22中,由此使頭載耳機部10和 控制電路部20連接,如后面所述那樣,實現(xiàn)消噪聲頭載耳機的結(jié)構(gòu)。
在頭載耳機部10的左右耳朵用的頭載耳機框體13L、 13R內(nèi),分 別設(shè)有話筒l禮、14R、驅(qū)動單元15L、 15R和增益調(diào)整部16L、 16R。 而且,話筒14L、 14R的輸出端子經(jīng)增益調(diào)整部16L、 16R與作為左右 聲音信號輸出端子的立體聲插頭ll連接,此外,作為左右聲音信號輸 入端子的立體聲插頭12分別與驅(qū)動單元15L、 15R連接。
再有,左右耳朵用的頭載耳機框體13L、 13R通過由彈性材料形成 的帶17連接在一起。此外,與頭載耳機框體的使用者的耳朵接觸的部 分設(shè)置具有緩沖材料的耳朵墊18L、 18R。而且,構(gòu)成為通過帶17能 夠?qū)㈩^載耳機部10戴在使用者的頭部上。這與一般的頭載耳機沒有什 么區(qū)別。
控制電路部20具有均衡器電路24、加法電路25和放大器26,在 本實施形態(tài)中,當與頭載耳機部IO連接后,可以構(gòu)成前饋方式的噪聲 抵消電路。
此外,在控制電路部20中,設(shè)有記錄重放裝置部27,從插頭21 輸入的聲音信號作為記錄信號供給該記錄重放裝置部27,同時,從該 記錄重放裝置部27來的重放聲音信號供給加法電路25。該記錄重放裝 置部27可以是使用例如光盤或光磁盤作為記錄媒體、或者使用磁帶作 為記錄媒體等各種結(jié)構(gòu)。
即,在本實施形態(tài)中,控制電路部20是將消噪聲頭載耳機用的均 衡器和放大器裝入例如將磁帶或光磁盤作為記錄媒體使用的便攜式記 錄重放裝置而構(gòu)成的。
而且,如前所述,為了在控制電路部20中得到用來抵消頭載耳機 部10的使用者的周圍聲音的聲音信號,對均衡器電路24的相位和振 幅特性、即頻率特性進行優(yōu)化設(shè)計。此外,還對放大器26進行優(yōu)化設(shè) 計,使上述用來抵消使用者周圍聲音的聲音信號的增益取最佳值。放 大器26具有能利用半固定電位器等來調(diào)整增益的結(jié)構(gòu)。
進而,如上所述,在將消噪聲頭載耳機分離而成為頭載耳機部10 和控制電路部20時,為了消除因各構(gòu)成部件的特性離散性所產(chǎn)生的影 響,在本實施形態(tài)中考慮下面各點。
① 在本實施形態(tài)的情況下,如前所述,為了有效地抵消周圍聲音, 雖然可以使控制電路部20的頻率特性最佳,但控制電路部20所使用 的部件其誤差還是應(yīng)在±5%或土2的范圍內(nèi),以便使控制電路部20的 特性離散性最小。
② 如圖2所示,在本例中,在頻率為300Hz的位置上,將控制電 路部20的均衡器電路24到放大器26的合計增益誤差調(diào)整到土 0. 2dB 以內(nèi)。該頻率調(diào)整是一個例子,可以在50Hz-1.5KHz的范圍內(nèi)、最好 在100Hz-lKHz的范圍內(nèi)選定規(guī)定頻率進行調(diào)整。在該頻帶內(nèi)噪聲抵 消效果好。
③ 將頭載耳機部10的插頭11、 12插入調(diào)整后的控制電路部20的 插座21、 22中,使頭載耳機部IO與控制電路部20連接,調(diào)整頭栽耳 機部10的調(diào)整部16L、 16R的例如半固定電位器,改變增益,設(shè)置成
使抵消量成為最大的狀態(tài)。
若象上述那樣,在本實施形態(tài)中,對控制電路部20的構(gòu)成部件進 行篩選,使其絕對誤差小,根據(jù)裝入頭載耳機部10時的調(diào)整要素,對 每一臺裝置調(diào)整該頭載耳機部10的誤差,由此,即使頭載耳機部10 與控制電路部20分離,也能夠從總體上使音響裝置的特性基本上沒有 離散,并能夠得到充分抵消周圍聲音的效果。
即,在頭載耳機部10與控制電路部20連接的狀態(tài)下,與用話筒 14L、 14R接收的周圍聲音對應(yīng)的聲音信號經(jīng)調(diào)整部16L、 16R輸入到 控制電路部20的均衡器電路24,并控制其相位和振幅特性,使用來抵 消上述周圍聲音的聲音信號達到最佳狀態(tài)。而且,該均衡器電路24的 輸出信號經(jīng)加法電路25供給放大器26,使放大器26對用來抵消上述
周圍聲音的聲音信號具有最佳增益。從放大器26來的用來抵消上述使用者的周圍聲音的聲音信號供給 頭栽耳機部10的驅(qū)動單元15L、 15R。即,驅(qū)動單元15L、 15R具有作 為用來抵消使用者周圍聲音的聲音源的功能。
這樣一來,在使用者耳朵(鼓膜)附近發(fā)出與周圍聲音的相位相 反的聲音,它與周圍聲音進行音響合成。結(jié)果,周圍的聲音被抵消, 使用者可以在降低了周圍聲音的情況下進行收聽。
而且,這時,從記錄重放裝置部27供給音樂信號等,由加法電路 25相加后,經(jīng)放大器26送給驅(qū)動單元15L、 15R,重放音樂。這時, 使用者聽取的重放聲音變成已減輕了周圍的噪聲的清晰的重放聲音。
此外,在本實施形態(tài)中,利用記錄重放裝置27能夠進行臨場感良 好的雙路立體聲錄音。即,話筒14L、 14R裝在頭載耳機框體13L、 13R
內(nèi),使用者接收與耳朵聽取的聲音非常近似的聲音。因此,若使用記 錄重放裝置27記錄該話筒14L、 14R接收的聲音并將其重放出來,則
該重放的聲音與使用者的耳朵聽取的聲音非常近似,可以得到臨場感 良好的重放聲音。
之所以能夠進行雙路立體聲錄音,是因為頭栽耳機部IO和控制電 路部20分體設(shè)置,并設(shè)置立體聲插頭11作為由話筒14L、 14R收音的 聲音信號的輸出端子。
而且,在該實施形態(tài)中,對從話筒14L、 14R來的聲音信號,可以 在使用記錄重放裝置部27進行錄音的同時使用驅(qū)動單元1L、 15R進行 監(jiān)聽。
其次,說明在調(diào)整部16L、 16R中用來改變增益的具體構(gòu)成例。
圖3的例子是調(diào)整部16L的情況,由話筒14L進行音響一電信號 變換后的聲音信號可以經(jīng)FET放大器31放大后取出,但也可以設(shè)置半 固定電位器32,使其串接在該聲音信號回路中。通過調(diào)整該半固定電 位器32的電阻值來進行增益調(diào)整。
圖4的例子同樣是調(diào)整部16L的情況,在該例子中,在FET放大 器31的漏極和源極之間連接電容器和半固定電位器34。該例子也是通 過調(diào)整該半固定電位器34來進行聲音信號的增益調(diào)整的。
增益調(diào)整部也可以設(shè)置在驅(qū)動單元15L、 15R—側(cè)。圖5和圖6是 這種情況的構(gòu)成例子,是驅(qū)動單元15L—側(cè)的例子。
即,圖5是串聯(lián)型,圖6是并聯(lián)型。即,在圖5的例子中,半固
定電位器35與驅(qū)動單元15L的振動板的驅(qū)動線團串聯(lián)連接。在圖6的 例子中,構(gòu)成為利用半固定電位器36來調(diào)整與驅(qū)動單元15L的振動板 的驅(qū)動線團并聯(lián)連接的電阻值。
在圖3~圖6的調(diào)整部的例子中,其構(gòu)成都是在制造時使用半固定 電位器對每一個頭載耳機部IO分別進行調(diào)整,但也可以是使用者在使 用時能夠進一步調(diào)整的結(jié)構(gòu)。
圖7是表示這時的頭栽耳機部10的右耳側(cè)頭栽耳機框體13L的部 分構(gòu)成例的圖。如圖所示,在本例的情況下,在頭栽耳機框體13L內(nèi) 設(shè)置使用者可操作調(diào)整的調(diào)整部的調(diào)整旋鈕40。
而且,在本例的情況下,圖3~圖6的各半固定電位器32、 34、 35、 36的結(jié)構(gòu)也可以分成半固定電位器部分和能夠利用調(diào)整旋鈕進行 調(diào)整的可變電位器部分。即,利用半固定電位器部分的調(diào)整來確保能 夠達到規(guī)定的周圍噪聲抵消效果。通過使用者利用調(diào)整旋鈕40進行調(diào) 整可以進一步提高抵消效果。在本例的情況下,使用者可以調(diào)整的范 圍是很小的,即使不進行這樣的的調(diào)整,只利用半固定電位器的調(diào)整 就能夠得到規(guī)定的噪聲抵消效果。
換言之,通過半固定電位器的調(diào)整,能夠?qū)⒌窒Ч{(diào)整到在某 種程度上能夠充分達到的程度,但是,對伴隨使用者的耳朵形狀等固 有屬性的抵消性能的離散性不能進行補償。但是,若按照本例,通過 使用者操作調(diào)整調(diào)整旋鈕40,可以消除不能進行該補償?shù)碾x散部分的 影響。
這樣一來,在上述實施形態(tài)中,因能夠使頭栽耳機部IO和控制電 路部20分離,故能夠得到下面各種優(yōu)點。
提高頭載耳機部的可靠性。換言之,可以期待使故障率下降。即 使進行1個控制電路部20與不特定的多個頭載耳機部10的1對多個 的組合,也能夠得到必要的充分抵消效果。
能夠使頭載耳機部IO的成本降到最低,在因破損而更換頭載耳機 部時,更換費便宜。
可以利用話筒的信號輸出簡單地進行雙路立體聲錄音。此外,可 以在對話筒的信號輸出進行錄音的同時進行監(jiān)聽。
使用者通過使用調(diào)整旋鈕操作調(diào)整頭載耳機部分的調(diào)整部的全部 或一部分,可以改變抵消量并將其調(diào)整到最佳抵消點。
再有,在上述例子中,控制電路20是作成記錄重放裝置的構(gòu)成的 例子,當然,控制電路20也可以不具有記錄重放功能,而是具有消噪 聲頭載耳機用的均衡器和放大器的裝置的構(gòu)成。這種不具備記錄重放 功能的裝置作為例如飛機機艙內(nèi)使用的裝置是很有用的。當是該飛機 機搶內(nèi)使用的裝置的構(gòu)成時,向控制電路20的加法電路25供給事先 準備好的音樂節(jié)目等的立體聲聲音源。
此外,控制電路20也可以是便攜式記錄重放裝置的遙控器的構(gòu) 成。圖8是表示這種情況的外觀結(jié)構(gòu)的圖。
即,在圖8的例子中,頭載耳機部10的插頭11和12分別與設(shè)在 遙控器50中的插座連接。該遙控器50內(nèi)裝有圖l的控制電路20的均 衡器電路24和加法電路25以及放大器的電路部分,在本例的情況下, 利用頭載耳機部IO和遙控器50構(gòu)成消噪聲頭栽耳機裝置。
而且,該遙控器50具有復合式插頭51,它連接記錄重放裝置60 的遙控端子和頭載耳機端子,具有對記錄重放裝置60進行遙控的功 能,同時具有接收從記錄重放裝置來的重放信號并供給上述加法電路 25的功能。
進而,本例的遙控器50具有插頭52,將其插入作為記錄重放裝置 60的聲音信號輸入端子的插座內(nèi),具有向記錄重放裝置60的聲音信號 輸入端子供給從頭栽耳機部IO的話筒14L、 14R來的聲音信號的功能。 因此,記錄重放裝置可以進行雙路立體聲錄音,這時,還可以同時進 行監(jiān)聽。
在以上實施形態(tài)中,關(guān)于噪聲抵消方式,已就前饋方式的情況進 行了說明,當然,即使本發(fā)明使用反饋方式作為噪聲抵消方式,或者 是數(shù)字方式的噪聲抵消,也可以完全一樣來構(gòu)成。
產(chǎn)業(yè)上應(yīng)用的可能性
本發(fā)明利用安裝在頭載耳機框體內(nèi)的話筒,接收使用者周圍的噪 聲,對該噪聲進行分析,從頭栽耳機的信號音響變換元件輸出與噪聲 相位相反的聲音,因此,可以應(yīng)用于降低上述周圍噪聲,即能夠應(yīng)用 于所謂消噪聲頭載耳機。這時,消噪聲頭載耳機可以用于在飛機內(nèi)聽 取已將發(fā)動機噪聲降低了的音樂等方面。
符號的說明
10……頭栽耳機部
11……插頭(第l輸出端子)
12……插頭(第l輸入端子)
13L、 13R……頭載耳機框體
14L、 14R……話筒
15L、 15R……驅(qū)動單元
16L、 16R……增益調(diào)整部
20……控制電路部
21……插座(第2輸入端子)
22……插座(第2輸出端子)
24……均衡器電路
25……加法運算電路
26……放大器
27……記錄重:^置部
40……調(diào)整旋鈕
50……遙控器
60……記錄重放裝置
權(quán)利要求
1.一種音樂重放裝置,其特征在于包括與由外部話筒和揚聲器構(gòu)成的頭載耳機連接的端子部;生成用來抵消從上述端子部輸入的話筒信號的聲音源的抵消電路;在記錄媒體中重放音樂數(shù)據(jù)的重放部;將生成的上述聲音源和重放的上述音樂數(shù)據(jù)相加的加法運算部;以及使上述加法運算部中相加后的信號放大,并通過上述端子部輸出到上述揚聲器的放大器。
2. 如權(quán)利要求1記栽的音樂重放裝置,其特征在于上述音樂 重放裝置裝在同一框體內(nèi)而構(gòu)成。
3. 如權(quán)利要求1記載的音樂重放裝置,其特征在于具有對從 上述話筒端子輸入的信號進行記錄的記錄部。
4. 如權(quán)利要求1記載的音樂重放裝置,其特征在于上述抵消 電路生成與上述話筒信號反相位的聲音源。
5. —種音樂重放系統(tǒng),其特征在于該音樂重放系統(tǒng)包括音樂重放裝置和具備話筒與揚聲器的頭載耳機,上述音樂重放裝置包括 與外部話筒和揚聲器連接的端子部;生成用來抵消從上述端子部輸入的信號的聲音源的抵消電路; 在記錄媒體中重放音樂數(shù)據(jù)的重放部;將生成的上述聲音源和重放的上述音樂數(shù)據(jù)相加的加法運算部;以及使上述加法運算部中相加后的信號放大,并通過上述端子部輸出 到上述揚聲器的放大器。
6. 如權(quán)利要求5記載的音樂重放系統(tǒng),其特征在于上述音樂 重放裝置裝在同一框體內(nèi)而構(gòu)成。
7. 如權(quán)利要求5記載的音樂重放系統(tǒng),其特征在于上述音樂 重放裝置具有對從上述話筒端子輸入的信號進行記錄的記錄部。
8. 如權(quán)利要求5記載的音樂重放系統(tǒng),其特征在于具備與上述頭載耳機的上述話筒連接并調(diào)整上述話筒的增益的增益調(diào)整部。
9. 如權(quán)利要求5記載的音樂重放系統(tǒng),其特征在于上述頭載 耳機的上述話筒配置在從上述揚聲器遠離耳朵的外側(cè)。
10. 如權(quán)利要求5記載的音樂重放系統(tǒng),其特征在于上述抵消 電路生成與上述話筒信號反相位的聲音源。
全文摘要
頭載耳機部10和與該頭載耳機部10一起構(gòu)成消噪聲頭載耳機的控制電路部20分體地構(gòu)成,頭載耳機部10將用來檢測上述使用者周圍的聲音的話筒14L、14R和具有作為用來抵消上述使用者周圍的聲音的聲音源的功能的信號音響變換元件15L、15R裝在頭載耳機框體13L、13R內(nèi),控制電路部20為了使其特性離散小,在規(guī)定的頻率上進行調(diào)整,使其達到規(guī)定的頻率特性和增益特性。頭載耳機部10還設(shè)有增益調(diào)整部16L、16R。
文檔編號G10K11/178GK101115318SQ20071000777
公開日2008年1月30日 申請日期1999年8月12日 優(yōu)先權(quán)日1998年8月13日
發(fā)明者矢吹惠子, 西本博文, 阿部健作, 鬼頭和久 申請人:索尼公司