JP6954014B2 - 音響出力装置 - Google Patents
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Description
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、音響出力装置を装用して、周辺音とともに目的音を聴く場合に、目的音の聴取性が低下するのを抑える技術を提供することにある。
図1は、第1実施形態に係る音響出力装置の一例であるイヤホン10aの構成を示すブロック図である。この図に示されるように、イヤホン10aは、マイク110、150、アンプ112、134、152、ADC114、154、イコライザー116、IF122、加算器130、DAC132、スピーカー140、逆相信号生成回路156および乗算器159を含む。なお、イヤホン10aがユーザーに装用されたとき、スピーカー140の放音方向が、当該ユーザーの外耳道に向かう方向に配置され、マイク150は、スピーカー140の放音方向であって、外耳道と音響結合された空間に配置される。
イコライザー116は、ADC114の出力信号に補正処理を、例えば、イヤホン10aの装用時における遮音によって損失する特性を予め補償する処理を施し、当該処理を施した信号を加算器130における第1入力端に供給する。
なお、目的音信号は、例えば外部端末200で再生された音楽信号である。また、IF122は、目的音信号を無線ではなく有線で受信する構成としても良い。
具体的には、処理回路124は、状態信号により、外部端末200が停止状態から再生状態に変化したと認識したとき、例えば図2に示されるように、係数αを「0」から時間Tuをかけて「1」まで滑らかに変化させる。このため、外部端末200が停止状態から再生状態になって時間Tuが経過した後であれば、係数αは「1」となる。
また、時間TuおよびTdについては、短過ぎると、ユーザーに異音として認識されるので、それぞれ1ミリ秒以上であることが好ましい。
なお、図1において、例えばイコライザー116、加算器130、逆相信号生成回路156および乗算器159は、例えば1または2以上のチップで集積したDSP(Digital Signal Processor)で構成すると、省スペース化を図ることができる。
この図に示されるようにイヤホン10aは、例えばカナル型であり、ハウジング(筐体)160およびイヤーピース180を含む。
ハウジング160は、概略筒状である。ハウジング160の内部空間には、スピーカー140、マイク110および150が設けられる。詳細には、ハウジング160の内部空間を区画するようにスピーカー140が取り付けられ、当該スピーカー140の放音面は、外耳道に向かう方向となっている。
マイク150は、ハウジング160の内部空間のうち、スピーカー140が放音される空間、例えば、スピーカー140で区画される空間のうち、外耳道寄り(図において右側)に取り付けられる。
なお、ハウジング160には、装用時において、スピーカー140で区画される内部空間のうち、外耳道寄り空間を、外部と通気させる通気孔168が1または複数設けられる。
一方、マイク110は、スピーカー140で区画される内部空間のうち、外耳道とは反対側の空間において反対側に設けられる。
外部端末200が停止状態から再生状態に変化して時間Tu経過した後では、係数αが「1」である。図5に示されるようにイヤホン10aがユーザーWに装用された場合に、スピーカー140は、加算器130による加算信号、詳細には、マイク110で収音された周辺音の信号と、外部端末200から供給された目的音信号と、係数αとして「1」が乗算された逆相信号との加算信号に基づいて発音する。
一方、イヤホン10aがユーザーWに装用された場合、当該ユーザーWの外耳道314は、イヤーピース180により閉塞または遮音されるので、スピーカー140から発せられる音と、通気孔168を介して外耳道314に漏れ入る音と、骨伝導音との合算で音を知覚する。
イヤホン10aの装用時においてスピーカー140から発せられる音は、外耳道314の閉塞・遮音によって、イヤホン10aの非装用時とは異なる伝達特性、具体的には、ある帯域成分が損失した状態で鼓膜312に到達する。ただし、マイク110で収音された周辺音の信号は、イコライザー116による補償処理によって、装用時にイヤーピース180による閉塞・遮音による損失が予め補償されているので、ユーザーWは、スピーカー140から発せられる音のうち、周辺音については、イヤホン10aが非装用であるかのごとく、自然な感じで知覚することができる。
外部端末200が再生状態から停止状態に変化して時間Td経過した後では、係数αが「0」となる。また、目的音信号も外部端末200から供給されない。このため、図5に示されるようにイヤホン10aがユーザーWに装用された場合に、外部端末200が停止状態であれば、マイク110で収音された周辺音の信号に基づく音のみが、スピーカー140から発せられる。
マイク110で収音された周辺音の信号は、イコライザー116による補償処理によって、イヤーピース180による閉塞・遮音による損失が予め補償されているので、再生状態と同様に、ユーザーWは、スピーカー140から発せられる周辺音については、イヤホン10aが非装用であるかのごとく、自然な感じで知覚することができる。
停止状態から再生状態に変化した場合、処理回路124は、係数αを「0」から「1」まで、図2に示されるように滑らかに変化させる。
このため、加算器130における第3入力端に供給される乗算信号の振幅は、急激に大きくならない。したがって、イヤホン10aによれば、外部端末200が再生状態となったとき、ノイズのキャンセル動作が開始したことに伴う異音を、ユーザーが認識してしまうのを防止することができる。
次に、第2実施形態について説明する。図6は、第2実施形態に係るイヤホン10bの構成を示すブロック図である。
この図に示されるように、イヤホン10bは、外部端末200の状態を検出する処理回路124を内蔵した構成となっている。
第2実施形態において、処理回路124は、IF122によって受信された目的音信号の音量(または音量時間平均値)がしきい値未満であるときに、外部端末200が停止状態であると判別し、目的音信号の音量(または音量時間平均値)がしきい値以上であるときに、外部端末200が再生状態であると判別する。処理回路124は、停止状態から再生状態に変化したとき、係数αを「0」から時間Tuをかけて「1」まで滑らかに変化させる点、および、再生状態から停止状態に変化したとき、係数αを「1」から時間Tdをかけて「0」まで滑らかに変化させる点については、第1実施形態と同様である。
また、イヤホン10bによれば、外部端末200が停止状態から再生状態に変化したときに、および、再生状態から停止状態に変化したときに、異音をユーザーが認識してしまうのを、外部端末200から状態信号の通知を受けることなく、防止することができる。
続いて、第3実施形態について説明する。図7は、第3実施形態に係るイヤホン10cの構成を示すブロック図である。
この図に示されるように、イヤホン10cは、第2実施形態と同様に、外部端末200の状態を検出する処理回路124を内蔵するほか、IF123を有する構成となっている。
処理回路124は、IF123で受信された状態信号により、外部端末200が再生状態であるのか停止状態であるのかを認識して、当該状態に応じて係数αを生成し、乗算器159に供給する。
なお、第3実施形態では、外部端末200が状態信号を無線ではなく有線で受信する構成としても良い。
上述した実施形態では、音響出力装置としてイヤホン10a、10bおよび10cを例示したが、ヘッドホンとしても適用可能である。
この図に示されるように、ヘッドホン1は、ヘッドホンユニット10L、10Rと、ヘッドバンド3と、アーム4Lおよび4Rと、を含む。ヘッドバンド3は、弾力性を備える金属または樹脂などにより、長手方向に円弧を描く形状となっている。ヘッドバンド3の両端のうち、一端側(図において左側)には、アーム4Lを介して、左耳用のヘッドホンユニット10Lが取り付けられ、他端側(図において右側)には、アーム4Rを介して、右耳用のヘッドホンユニット10Rが取り付けられている。
ヘッドホンユニット10Rについては、ヘッドホンユニット10Lとほぼ同様な構成となっている。
なお、ヘッドホンユニット10Lにはステレオの左信号が、また、ヘッドホンユニット10Rにはステレオの右信号が、それぞれ外部端末200から供給される。
このため、ヘッドホン1によれば、外部端末200が再生状態であれば、ユーザーにステレオである目的音信号に基づく音の聴取性を向上させることができ、停止状態であれば、周辺音について、非装用であるかのごとく、ユーザーに自然な感じで知覚させることができる。また、ヘッドホン1によれば、外部端末200の状態が変化したときに、異音をユーザーが認識してしまうのを、防止することができる。
なお、第1実施形態等では、係数αが、図2または図3に示されるように滑らかに変化する構成であったが、異音を感じさせない程度に、段階的に変化する構成でも良い。
上述した第1実施形態等から、例えば以下のような態様が把握される。
本発明の好適な態様1に係る音響出力装置は、ユーザーの周辺音を収音する第1マイクと、前記第1マイクの収音に基づく第1信号に対して所定の周波数特性を付与するイコライザーと、ユーザーの鼓膜に向けて放音するスピーカーと、前記スピーカー近傍の音を収音する第2マイクと、前記第2マイクの収音に基づく第2信号の逆相信号を生成する逆相信号生成回路と、目的音を示す目的音信号の供給状態に基づく係数を、前記逆相信号に乗算する乗算器と、前記目的音信号と、前記乗算器による乗算信号と、前記イコライザーによる出力信号とを加算して前記スピーカーに向けて出力する加算器と、を含む。
態様1に係る音響出力装置によれば、を装用して、周辺音とともに目的音を聴く場合に、目的音の聴取性が低下するのを抑えることができる。
態様2に係る音響出力装置は、態様1に係る音響出力装置において、前記目的音信号の出力が停止されたとき、前記係数が小さくなり、前記目的音信号が出力されたとき、前記係数が大きくなる。
態様2に係る音響出力装置によれば、目的音信号の出力または停止の切り替え時にユーザーが異音を認識しまうのを防止することができる。
態様3に係る音響出力装置は、態様1に係る音響出力装置において、前記目的音信号の音量レベルがしきい値未満になったとき、前記係数を小さくし、前記目的音信号の音量レベルがしきい値以上になったとき、前記係数を大きくする処理回路を有する。
態様3に係る音響出力装置によれば、目的音信号の音量レベルに応じて係数を変化させるので、外部端末200からの通知を受ける構成を不要とした上で、目的音信号の出力または停止の切り替え時にユーザーが異音を認識しまうのを防止することができる。
Claims (3)
- ユーザーの周辺音を収音する第1マイクと、
前記第1マイクの収音に基づく第1信号に対して所定の周波数特性を付与するイコライザーと、
ユーザーの鼓膜に向けて放音するスピーカーと、
前記スピーカー近傍の音を収音する第2マイクと、
前記第2マイクの収音に基づく第2信号の逆相信号を生成する逆相信号生成回路と、
目的音を示す目的音信号の供給状態に基づく係数を、前記逆相信号に乗算する乗算器と、
前記目的音信号と、前記乗算器による乗算信号と、前記イコライザーによる出力信号とを加算して前記スピーカーに向けて出力する加算器と、
を含む音響出力装置。 - 前記目的音信号の出力が停止されたとき、前記係数が小さくなり、
前記目的音信号が出力されたとき、前記係数が大きくなる、
請求項1に記載の音響出力装置。 - 前記目的音信号の音量レベルがしきい値未満になったとき、前記係数を小さくし、
前記目的音信号の音量レベルがしきい値以上になったとき、前記係数を大きくする処理回路を有する、
請求項1に記載の音響出力装置。
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