JPH11308685A - 能動型ノイズ低減ヘッドセット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 改良された能動型ノイズ低減ヘッドホーンを
提供すること。 【解決手段】 能動型ノイズ低減ヘッドセットにおける
使用に適したモジュールは、エンクロージャ１２を含
み、エンクロージャの内部をエンクロージャの外部から
分離する壁部を有する。ダイアフラム２１を有するドラ
イバ１８が、壁部の一部に取り付けられている。ドライ
バが音波を放射し、周囲のノイズを打ち消す。共振を有
するポートが、内部および外部を接続する。共振ダンパ
がポートの共振を減衰させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、能動型ノイズ低減
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】技術的背景として、米国特許第４，６４
４，５８１号、第４，９２２，５４２号および第５，３
０５，３８７号を援用する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の重要な目的
は、改良された能動型ノイズ低減ヘッドホーンを提供す
ることである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、能動型
ノイズ低減ヘッドセットにおける使用に適したモジュー
ルは、壁部を有するエンクロージャを含んでいる。この
壁部の一部にドライバが取り付けられている。ポート
が、エンクロージャの内部および外部を相互結合する。
ダンパがポートに結合されている。

【０００５】本発明の別の態様では、能動型ノイズ低減
ヘッドセットは、分割部によって分離された第１および
第２の空洞を包囲するイヤカップ（ｅａｒｃｕｐ）を含
む。ヘッドセットは、更に快適な密閉用パッドも含む。
ダイアフラムを有するドライバが分割部内に取り付けら
れており、第１の空洞内に音波を放射し、これが周囲の
ノイズを減衰させる。ポートは、第２の空洞およびエン
クロージャの外部を相互結合する。

【０００６】その他の特徴、目的および利点は、添付図
面を参照することにより、以下の詳細な説明から明白と
なろう。

【０００７】

【発明の実施の形態】これより図面、更に特定すれば図
１を参照すると、本発明による能動型（アクティブ）ノ
イズ低減ヘッドセットが示されている。ヘッドバンド５
６が２つのイヤカップ構造体５８に取り付けられてい
る。イヤカップ構造体５８の各々は、イヤカップ部分５
０および快適パッド５４を含む。ヘッドバンドは、多く
のタイプの１つとすることができ、その中には、ヘッド
バンドの長さまたはヘッドバンド上のイヤカップ構造体
の位置が調節可能なヘッドバンドが含まれる。ヘッドバ
ンド５６およびイヤカップ構造体間の接続によって、ヘ
ッドバンドに対して１本以上の軸に沿った調節を考慮す
ることができる。使用中、ヘッドバンド５６は、ユーザ
の耳を覆うようにイヤカップ構造体５８を保持し、耳
（周囲耳（circumaural)）を包囲するか、または耳（上
耳(supraural)）を覆う。

【０００８】図２ないし図４を参照すると、イヤカップ
構造体５８の概略断面図が示されている。図２におい
て、イヤカップ・シェル５０が前側空洞５２を包囲す
る。快適パッド５４は、ユーザの頭部側面に密着するの
で、これらは周囲ノイズの大部分からユーザの耳を封止
する。前側空洞５２は、能動型ノイズ低減モジュール１
０を包囲する。能動型ノイズ低減モジュール１０は、音
波放射ダイアフラム２１を備えたドライバ１８を含む。
ポート１６および音響的抵抗開口１７が並列に、イヤカ
ップ・シェル５０を貫通する。これらについては、以下
で更に詳しく説明する。図３および図４において、通路
１９がポートおよび抵抗開口１７を周囲環境に接続す
る。通路１９の寸法は、この通路がポートとしても、ダ
イアフラム２１が放射する音波の導波路としても作用し
ないようなものとする。音響効果は、ポート１６および
抵抗開口１７双方が図２におけるように直接周囲環境に
接続する場合と同一である。前側空洞５２内には、減衰
材５３（例えば、連続気泡発泡体）を配し、前側空洞に
おける共振を減少させ、受動型な減衰を補助するように
してもよい。図３および図４におけるような実施形態
は、能動型ノイズ低減モジュールの融通性（適応性）の
ある配置を可能とし、イヤカップに対する改造を最少に
抑えて、種々の異なるイヤカップに能動型ノイズ低減モ
ジュール１０を実装可能にするという利点がある。

【０００９】動作において、マイクロフォン２２が音圧
を測定する。回路（図示せず）が、マイクロフォン２２
によって測定された音圧を、ダイアフラム２１によって
放射された音波による音圧と比較し、周囲ノイズを検出
し、ドライバ１８に信号を伝達し、周囲ノイズと同様で
あるが周囲ノイズとは位相が外れている音響パターンを
ダイアフラム２１に放射させることによって、周囲ノイ
ズを大幅に減衰させる。

【００１０】図５のＡないし図５のＢを参照すると、能
動型ノイズ低減モジュール１０が図示されている。エン
クロージャ１２が後側空洞１４（図６のＡないし図６の
Ｄ）を包囲する。ポート１６および音響的抵抗開口１７
が、エンクロージャ１２の壁部を貫通している。エンク
ロージャ１２の表面には、ドライバ１８が取り付けられ
ている。エンクロージャ１２の外面には、マイクロフォ
ン２２が取り付けられている。本実施形態では、マイク
ロフォン２２は、ダイアフラム２１の端部付近の位置に
取り付けられ、ピックアップ面が半径方向内側に面して
いる。即ち、ピックアップ面に垂直な直線が、ドライバ
１８の軸２４にほぼ直交するように取り付けられてい
る。

【００１１】本発明の一実施形態では、エンクロージャ
１２は概略的に円筒形をなしており、ドライバ１８の直
径は約４２ｍｍで、円筒の平面の１つに取り付けられて
いる。エンクロージャ１２によって包囲されている後側
空洞１４は、典型的には約１０ないし２０立方センチメ
ートルの容積を有し、前側空洞５２は、典型的には、約
１００ないし２００立方センチメートルの容積を有す
る。ポート１６の音響質量、および後側空洞１４のコン
プライアンスは、典型的に、約３００Ｈｚの周波数に同
調されている。音響的抵抗開口１６は、約１ｘ１６⁷オ
ームの音響抵抗を与える。抵抗開口１７は、音響的抵抗
被覆１７ｂを有する開口１７ａとすればよく、あるい
は、音響的抵抗物質を充填した開口としてもよい。

【００１２】次に図６のＡないし図６のＤを参照する
と、能動型ノイズ低減モジュール１０が示されている。
これらの図では、本発明をより良く説明するためにある
要素が省略または変更されている。図６のＢないし図６
のＤを用いて、図６のＡの実施形態の特徴のいくつかの
効果について、以下に説明する。図６のＢでは、ポート
１６および抵抗開口１７が省略されている。図６のＣで
は、抵抗開口１７が省略されている。図６のＤでは、抵
抗開口１７を省略し、音響的抵抗物質１６ａがポート１
６内に挿入されている。（あるいは、ポート１６の開口
を、音響的抵抗物質で被覆してもよい）。

【００１３】図６のＤの実施形態では、音響材１６ａの
音響抵抗が、周囲環境と連絡した後側空洞１４を、ポー
ト１６内の空気の質量と直列に接続する。図６のＡの実
施例では、抵抗開口１８の音響抵抗は、周囲環境に通じ
る後側空洞１４を、ポート１６内の空気の質量に並列に
接続する。

【００１４】次に図７を参照すると、ドライバ１８の応
答（レスポンス）を、周波数の関数として行ったコンピ
ュータ・シミュレーションのグラフが示されており、図
５のＡの実施形態の種々の要素の効果を表す。曲線２４
は、図６のＢの実施形態におけるドライバ１８の応答を
表す。曲線２６は、図６のＣに示した実施例におけるド
ライバ１８の応答を表す。曲線２４と比較すると、曲線
２６は、低周波数においてより良い応答を示すだけでな
く、この場合３００Ｈｚのポート共振周波数において、
低い出力を有する。曲線２８は、図６のＤに示した実施
形態におけるドライバ１８の応答を表す。曲線２６と比
較すると、曲線２８は、より滑らかな周波数応答、およ
び低周波数において改善された応答を示す。曲線３０
は、図６のＡの実施形態の応答を表す。曲線２４，２６
および２８と比較すると、曲線３０は、滑らかな周波数
応答および低周波数において改善された応答を示す。

【００１５】本発明によるイヤカップは、そのポートお
よび抵抗性経路の構造によって、能動的減衰を可能と
し、しかも後側空洞を格段に縮小することができるの
で、従来のイヤカップよりも有利である。この特徴は、
更に、所与のイヤカップ・サイズ、前側空洞の大型化を
もたらし、受動的減衰を改善する。周波数応答が滑らか
なため、簡略化した電子回路を用い、ドライバ動作の一
層の効率化と組み合わせることが容易となり、電池給電
型能動型ノイズ低減ヘッドセットにおいて特に有利な、
電力消費の大幅な削減を可能とする。

【００１６】他の実施例も、特許請求の範囲に含まれる
ものとする。

【図面の簡単な説明】

【図１】ノイズ低減ヘッドセットの平面図。

【図２】本発明を具体化するイヤカップの概略断面図。

【図３】本発明を具体化するイヤカップの概略断面図。

【図４】本発明を具体化するイヤカップの概略断面図。

【図５】本発明によるモジュールの斜視図。

【図６】本発明によるモジュールの別の実施例を示す断
面図。

【図７】図６のＡないし図６のＤのモジュールの、ドラ
イバ応答対周波数の関係を示すグラフ。

【符号の説明】

１０ 能動型ノイズ低減モジュール １２ エンクロージャ １４ 後側空洞１４ １６ ポート １７ 音響的抵抗開口 １８ ドライバ １９ 通路 ２１ 音波放射ダイアフラム ２２ マイクロフォン ５０ イヤカップ部分（イヤカップ・シェル） ５２ 前側空洞 ５３ 減衰材 ５４ 快適パッド ５６ ヘッドバンド ５８ イヤカップ構造体

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 能動型ノイズ低減ヘッドセットにおける
   使用に適したモジュールであって、 内部を分離する壁部を有するエンクロージャであって、
   該エンクロージャの外部からのコンプライアンスによっ
   て特徴付けられるエンクロージャと、 ダイアフラムを有するドライバと、 前記内部および前記外部を接続するポートであって、前
   記コンプライアンスと共働して、共振周波数において共
   振する共振回路を形成する質量を有するポートと、 前記共振回路に結合された共振ダンパと、を備えたモジ
   ュール。
2. 【請求項２】 請求項１記載のモジュールにおいて、前
   記共振ダンパが、前記内部および前記外部を接続する音
   響的抵抗開口を含むモジュール。
3. 【請求項３】 請求項２記載のモジュールにおいて、前
   記ポートおよび前記音響的抵抗開口が、前記内部および
   前記外部を並列に接続するモジュール。
4. 【請求項４】 請求項２記載のモジュールにおいて、前
   記ポートおよび前記音響的抵抗開口が、前記内部および
   前記外部を直列に接続するモジュール。
5. 【請求項５】 請求項２記載のモジュールであって、更
   に、ピックアップ面を有するマイクロフォンを備えてお
   り、 前記マイクロフォンが、前記ダイアフラムの外縁付近に
   取り付けられているモジュール。
6. 【請求項６】 請求項５記載のモジュールにおいて、前
   記マイクロフォンのピックアップ面が、前記ドライバの
   軸に垂直に方向付けられているモジュール。
7. 【請求項７】 請求項１記載のモジュールであって、更
   に、ピックアップ面を有するマイクロフォンを備えてお
   り、 前記マイクロフォンが、前記ダイアフラムの外縁付近に
   取り付けられているモジュール。
8. 【請求項８】 請求項７記載のモジュールにおいて、前
   記マイクロフォンのピックアップ面が、半径方向内側に
   面しているモジュール。
9. 【請求項９】 請求項１記載のモジュールにおいて、前
   記内部が、約２０ｃｃ未満の容積を有するモジュール。
10. 【請求項１０】 能動型ノイズ低減ヘッドセットであっ
    て、 第１の空洞、およびコンプライアンスを有する第２の空
    洞を包囲するイヤカップであって、前記第１の空洞およ
    び第２の空洞が分割部によって分離されているイヤカッ
    プと、 ユーザの頭部の側面から前記イヤカップを封止するよう
    に構成され配置される快適パッドと、 内部にダイアフラムが取り付けられたドライバと、 前記第２の空洞および前記イヤカップの外部領域を接続
    するポートであって、前記共振器に結合された前記第２
    の空洞のコンプライアンスと共働し、共振回路を形成す
    る質量を有するポートと、 共振ダンパ回路と、を備えた能動型ノイズ低減ヘッドセ
    ット。
11. 【請求項１１】 請求項１０記載の能動型ノイズ低減ヘ
    ッドセットにおいて、前記共振ダンパは、前記第２の空
    洞と前記イヤカップの外部領域とを接続する、音響的抵
    抗開口を含む能動型ノイズ低減ヘッドセット。
12. 【請求項１２】 請求項１１記載の能動型ノイズ低減ヘ
    ッドセットにおいて、前記ポートおよび前記音響的抵抗
    路は、前記第２の空洞と前記領域とを並列に接続する能
    動型ノイズ低減ヘッド。
13. 【請求項１３】 請求項１１記載の能動型ノイズ低減ヘ
    ッドセットにおいて、前記ポートおよび前記音響的抵抗
    路は、前記第２の空洞と前記領域環境を直列に接続する
    能動型ノイズ低減ヘッド。
14. 【請求項１４】 請求項１０記載の能動型ノイズ低減ヘ
    ッドセットであって、更に、前記第１の空洞内にマイク
    ロフォンを備えている能動型ノイズ低減ヘッドセット。
15. 【請求項１５】 請求項１４記載の能動型ノイズ低減ヘ
    ッドセットにおいて、前記マイクロフォンが、前記ダイ
    アフラムの外縁付近に取り付けられている能動型ノイズ
    低減ヘッドセット。
16. 【請求項１６】 請求項１２記載の能動型ノイズ低減ヘ
    ッドセットにおいて、前記分割部はモジュールの壁部を
    備えており、 前記モジュールは前記第２の空洞を包囲し、 前記ポートおよび前記音響的抵抗開口が、前記イヤカッ
    プ内の開口を通して、前記第２の空洞と前記領域とを接
    続するように、前記モジュールが前記イヤカップ内に着
    脱自在に一体化される構成である能動型ノイズ低減ヘッ
    ドセット。