(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声信号入力端子から入力する音声信号の電位を分割する第１及び第２の抵抗器と、
前記音声信号入力端子に前記第１の抵抗器を介して接続され、前記音声信号のレベルを変更するレベル調整器と、
周囲の音を拾ったマイクロホンが変換した電気信号である周囲音信号の位相を逆位相にするフィルタと、
前記レベル調整器より入力するレベルを変更した前記音声信号と、前記フィルタより入力する逆位相にした前記周囲音信号とを加算する第１加算器と、
前記第１加算器より加算された音声信号の電位を、前記第２の抵抗器によって分割された前記音声信号の電位にほぼ等しくなるまで増幅する増幅回路と、
前記音声信号入力端子に前記第２の抵抗器を介して接続され、位相及び電位がほぼ等しい、前記第２の抵抗器を通過した前記音声信号と、前記増幅回路より入力する音声信号とを加算して、音声信号出力端子に加算した前記音声信号を出力する第２加算器と、を備え、
前記増幅回路に供給される電源電圧が前記第２の抵抗器によって分割される前記音声信号の電位より低くなった場合に、前記増幅回路が、前記第１加算器より加算された音声信号を通過させず、前記第２の抵抗器を通過した前記音声信号が前記第２加算器を通過して前記音声信号出力端子に出力される
音声信号再生回路。
【請求項２】
音声信号入力端子から入力する音声信号の電位を分割する第１及び第２の抵抗器と、
前記音声信号入力端子に前記第１の抵抗器を介して接続され、前記音声信号のレベルを変更するレベル調整器と、
周囲の音を拾ったマイクロホンが変換した電気信号である周囲音信号の位相を逆位相にするフィルタと、
前記レベル調整器より入力するレベルを変更した前記音声信号と、前記フィルタより入力する逆位相にした前記周囲音信号とを加算する第１加算器と、
前記第１加算器より加算された音声信号の電位を、前記第２の抵抗器によって分割された前記音声信号の電位にほぼ等しくなるまで増幅する増幅回路と、
前記音声信号入力端子に前記第２の抵抗器を介して接続され、位相及び電位がほぼ等しい、前記第２の抵抗器を通過した前記音声信号と、前記増幅回路より入力する音声信号とを加算して、音声信号出力端子に加算した前記音声信号を出力する第２加算器と、を備え、
前記増幅回路に供給される電源電圧が前記第２の抵抗器によって分割される前記音声信号の電位より低くなった場合に、前記増幅回路が、前記第１加算器より加算された音声信号を通過させず、前記第２の抵抗器を通過した前記音声信号が前記第２加算器を通過して前記音声信号出力端子に出力される
ノイズキャンセリングヘッドホン回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は例えば電池等の電源を必要とする増幅回路を有する音声信号再生回路及びノイズキャンセリングヘッドホン回路に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来電池等の電源を必要とする増幅回路を有するノイズキャンセリングヘッドホン回路として図６、図７、図８に示す如きものが提案されている。
【０００３】
図６において、１はヘッドホンステレオ等の音源よりの音声信号が供給される音声信号入力端子を示し、この音声信号入力端子１よりの音声信号を抵抗器２を介して増幅回路３の入力側に供給する。この増幅回路３の出力側を切換スイッチ４の一方の固定接点４ｂに接続し、この切換スイッチ４の可動接点４ａをヘッドホンのスピーカ５を介して接地する。
【０００４】
また、６は周囲の音を拾って電気信号に変換するマイクロホンを示し、このマイクロホン６よりの周囲音信号を、この周囲音信号の位相及びレベルを調整するフィルタ７を介して増幅回路３に供給する。
【０００５】
このノイズキャンセリングヘッドホン回路においては、周囲の音と逆位相になる音をスピーカ５から出すことにより耳に入ってくる周囲の音を打ち消すようにしている。
【０００６】
図６において、８は電池等よりの直流電源が供給される電源端子を示し、この電源端子８よりの電源電圧をこの増幅回路３及びフィルタ７に供給すると共にこの電源電圧を抵抗器９を介してマイクロホン６に供給する如くし、また音声信号入力端子１よりの音声信号を抵抗器１０を介して切換スイッチ４の他方の固定接点４ｃに接続する。
【０００７】
図６に示す如き従来例においては、電源端子８に供給される電池よりの電源電圧が十分あり、マイクロホン６、フィルタ７及び増幅回路３の回路が働いているときには、切換スイッチ４の可動接点４ａを一方の固定接点４ｂに接続し、マイクロホン６よりの周囲の音を逆位相でスピーカ５より出すと共に音声信号入力端子１より音声信号を抵抗器２及び増幅回路３を介してスピーカ５より出し、ノイズキャンセリングヘッドホンの本来の動作をする如くする。
【０００８】
また電源端子８に供給される電池よりの電源電圧が低くなり、マイクロホン６、フィルタ７、増幅回路３の回路が動作しなくなったときは、ノイズキャンセリング動作は行なわれないので、切換スイッチ４の可動接点４ａを他方の固定接点４ｃに接続する。このときは音声信号入力端子１よりの音声信号がスピーカ５に供給され、ヘッドホンとしての動作をする。
【０００９】
この図６の従来例においては、このマイクロホン６、フィルタ７、増幅回路３の回路が動作しなくなったときに視聴者は手動で切換スイッチ４の可動接点４ａを切換えなければならない不都合があると共にこの切換スイッチ４の切換時にノイズが発生する等の不都合があった。また切換スイッチ４を設けなければならない不都合があった。
【００１０】
また、図７の従来例は図６の従来例の切換スイッチ４をリレースイッチ１１としたもので、この図７の従来例につき説明するに図６の従来例に対応する部分には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。
【００１１】
この図７の従来例は、電源端子８に得られる電池よりの電源電圧をリレースイッチ１１を構成する電磁装置１１ｄを介して増幅回路３、フィルタ７及びマイクロホン６に供給し、増幅回路３の出力信号をリレースイッチ１１の常開接点１１ｂに供給すると共に音声信号入力端子１よりの音声信号を抵抗器１０を介してこのリレースイッチ１１の常閉接点１１ｃに供給し、このリレースイッチ１１の可動接点１１ａに得られる音声信号をスピーカ５に供給する如くする。その他は図６従来例と同様に構成する。
【００１２】
斯る図７の従来例においては、電源端子８に供給される電池よりの電源電圧が十分あるときにはリレースイッチ１１の電磁装置１１ｄが動作しリレースイッチ１１の可動接続１１ａを常開接点１１ｂに接続し、この図７の従来例のノイズキャンセリングヘッドホンの本来の動作をする。
【００１３】
また電源端子８に供給される電池よりの電源電圧が低くなったときには、マイクロホン６、フィルタ７、増幅回路３の回路が動作しなくなると共にリレースイッチ１１の電磁装置１１ｄが動作しなくなり、このリレースイッチ１１の可動接点１１ａは常閉接点１１ｃに接続され、このときは音声信号入力端子１よりの音声信号がスピーカ５に供給され、ヘッドホンとして動作する。
【００１４】
斯る図７の従来例においては、リレースイッチ１１を必要とすると共にその接続が複雑となる不都合があり、またリレースイッチ１１の可動接点１１ａの切換時にノイズが発生する等の不都合があった。更に電源電圧が十分にあるときにはリレースイッチ１１を動作させておくための電力が必要で、低消費電力とすることが困難であった。
【００１５】
また、図８の従来例につき説明するに、この図８従来例において、図６従来例に対応する部分には同一符号を付して示し、その詳細説明は省略する。
【００１６】
この図８においては、音声信号入力端子１よりの音声信号を抵抗器２を介してワイヤードオア構成の加算回路１２の一方の入力端子に供給し、この加算回路１２の出力端子に得られる信号を増幅回路３の入力側に供給し、この増幅回路３の出力側に得られる信号をヘッドホンのスピーカ５に供給する。
【００１７】
また、マイクロホン６よりの周囲音信号をこの周囲音信号の位相及びレベルを調整するフィルタ７を介して加算回路１２の他方の入力端子に供給する。このノイズキャンセリングヘッドホンにおいては、図６の従来例と同様に周囲の音と逆位相になる音をスピーカ５から出すことにより耳に入ってくる周囲の音を打ち消すようにしている。
【００１８】
また電池等よりの電源電圧が供給される電源端子８よりの電源電圧を増幅回路３及びフィルタ７に供給すると共にこの電源電圧を抵抗器９を介してマイクロホン６に供給する如くし、また音声信号入力端子１よりの音声信号を３つのイコライザ回路１３，１４及び１５の直列回路を介してスピーカ５に供給する如くする。
【００１９】
また図８の従来例においてはイコライザ回路１３及び１４の接続点を例えばトランジスタより成る接続スイッチ１６を介して接地し、またイコライザ回路１４及び１５の接続中点を例えばトランジスタより成る接続スイッチ１７を介して接地し、之等接続スイッチ１６及び１７を電源端子８よりの電源電圧により制御するようにする。即ち電源端子８よりマイクロホン６、フィルタ７及び増幅回路３の回路が動作する電源電圧が供給されているときには、この接続スイッチ１６及び１７をオンとし、この回路が動作しない低い電源電圧が供給されているときには、この接続スイッチ１６及びスイッチ１７をオフする如くする。
【００２０】
斯る図８に示す如き従来例においては電源端子８に供給される電池よりの電源電圧が十分あり、マイクロホン６、フィルタ７及び増幅回路３の回路が動作しているときにはマイクロホン６よりの周囲の音を逆位相でスピーカ５より出すと共に音声信号入力端子１よりの音声信号を抵抗器２及び増幅回路３を介してスピーカ５に供給して、このスピーカ５より音声を出し、このときは接続スイッチ１６，１７はオンとなり、イコライザ回路１３，１４，１５を通る音声信号は接地され、このときはノイズキャンセリングヘッドホンの本来の動作をする。
【００２１】
また、電源端子８に供給される電池よりの電源電圧が低くなり、マイクロホン６、フィルタ７、増幅回路３の回路が動作しなくなったときは、ノイズキャンセル動作は行なわず、このときは接続スイッチ１６，１７はオフとなり、音声信号入力端子１よりの音声信号がイコライザ回路１３，１４，１５を介してスピーカ５に供給され、ヘッドホンとしての動作をする。
【００２２】
この図８に示す如き従来例においては、電源端子８に供給される電池よりの電源電圧が十分であるときは音声信号入力端子１よりの音声信号は必ず増幅回路３を通過してスピーカ５に供給されるため、この入力される音声信号の大きさにより、表１に従来例として示す如く消費電流が増加してしまう不都合があった。
【００２３】
本発明は斯る点に鑑み、入力される音声信号の大きさによる消費電流の増加が少なくなるようにすると共に電源電圧が少なくなり増幅回路が動作しなくなったときにも切換回路を別途必要とすることなく、入力音声信号をスピーカ等に供給することができる音声信号再生回路及びノイズキャンセリングヘッドホン回路を提案せんとするものである。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
本発明の音声信号再生回路は、音声信号入力端子から入力する音声信号の電位を分割する第１及び第２の抵抗器と、音声信号入力端子に前記第１の抵抗器を介して接続され、音声信号のレベルを変更するレベル調整器と、周囲の音を拾ったマイクロホンが変換した電気信号である周囲音信号の位相を逆位相にするフィルタと、レベル調整器より入力するレベルを変更した前記音声信号と、フィルタより入力する逆位相にした周囲音信号とを加算する第１加算器と、第１加算器より加算された音声信号の電位を、第２の抵抗器によって分割された音声信号の電位にほぼ等しくなるまで増幅する増幅回路と、音声信号入力端子に第２の抵抗器を介して接続され、位相及び電位がほぼ等しい、第２の抵抗器を通過した音声信号と、増幅回路より入力する音声信号とを加算して、音声信号出力端子に加算した音声信号を出力する第２加算器と、を備え、増幅回路に供給される電源電圧が第２の抵抗器によって分割される音声信号の電位より低くなった場合に、増幅回路が、第１加算器より加算された音声信号を通過させず、第２の抵抗器を通過した音声信号が第２加算器を通過して音声信号出力端子に出力されるようにしたものである。
【００２５】
本発明によれば、音声信号入力端子より音声信号（電位ｅ１とする）を入力したときの加算回路での電位を２つの経路に分割し、一方の経路では抵抗器と負荷インピーダンスで分圧された電位ｅ４となり、他方の経路ではレベル調整器を通過して電位ｅ２となり、これを増幅回路により増幅して電位ｅ３となり、本発明はレベル調整器により調整して電位ｅ３＝電位ｅ４にしているので、加算回路にて一方及び他方の経路に関係なく結合することができる。
【００２６】
従って本発明によれば、例えば電池による電源電圧が十分あり、この増幅回路が動作しているときは音声信号出力端子に電位ｅ３＝電位ｅ４の音声信号が得られ、またこの電池による電源電圧が低くなり、この増幅回路が動作しなくなったときは、この一方の経路のみが有効になり、この音声信号出力端子に電位ｅ４の音声信号が得られる。
【００２７】
また本発明において、電位ｅ３＝電位ｅ４が成り立つときは増幅回路を流れる電流ｉ１はｉ１＝０が成立し、電位ｅ３に対する等価負荷インピーダンスは無限大となり、この増幅回路の入力信号成分による消費電流は最少となり、無信号時消費電流と略等しくなり、このことは入力される音声信号の大きさによる消費電流の増加を最小限に押えることができることを意味する。
【００２８】
本発明のノイズキャンセリングヘッドホン回路は、音声信号入力端子から入力する音声信号の電位を分割する第１及び第２の抵抗器と、音声信号入力端子に前記第１の抵抗器を介して接続され、音声信号のレベルを変更するレベル調整器と、周囲の音を拾ったマイクロホンが変換した電気信号である周囲音信号の位相を逆位相にするフィルタと、レベル調整器より入力するレベルを変更した前記音声信号と、フィルタより入力する逆位相にした周囲音信号とを加算する第１加算器と、第１加算器より加算された音声信号の電位を、第２の抵抗器によって分割された音声信号の電位にほぼ等しくなるまで増幅する増幅回路と、音声信号入力端子に第２の抵抗器を介して接続され、位相及び電位がほぼ等しい、第２の抵抗器を通過した音声信号と、増幅回路より入力する音声信号とを加算して、音声信号出力端子に加算した音声信号を出力する第２加算器と、を備え、増幅回路に供給される電源電圧が第２の抵抗器によって分割される音声信号の電位より低くなった場合に、増幅回路が、第１加算器より加算された音声信号を通過させず、第２の抵抗器を通過した音声信号が第２加算器を通過して音声信号出力端子に出力されるようにしたものである。
【００２９】
本発明によれば、音声信号入力端子より音声信号（電位ｅ１とする）を入力したときの加算回路での電位を２つの経路に分割し、一方の経路では、抵抗器とスピーカのインピーダンスで分圧された電位ｅ４となり、他方の経路ではレベル調整器を通過して電位ｅ２となり、これを増幅回路により増幅して電位ｅ３となり、本発明ではレベル調整により調整して電位ｅ３＝電位ｅ４にしているので、加算回路にて一方及び他方の経路に関係なく結合することができる。
【００３０】
従って本発明によれば例えば電池による電源電圧が十分あり、この増幅回路が動作しているときは、スピーカには電位ｅ３＝電位ｅ４の音声信号が供給され放音され、またこのときはマイクロホン、フィルタの回路も動作するのでマイクロホンよりの周囲音信号がフィルタで位相及びレベルが調整され、スピーカより周囲音の逆相の音を出し、ノイズキャンセル動作をする。
【００３１】
また、この電池による電源電圧が低くなり、この増幅回路が動作しなくなったときは、この一方の経路のみが有効になり、スピーカに電位ｅ４の音声信号が供給される。このときはマイクロホン、フィルタ及び増幅回路の回路は動作しないのでノイズキャンセルの動作は行なわれない。
【００３２】
また、本発明において、電位ｅ３＝電位ｅ４が成り立つときは、増幅回路を流れる電流ｉ１はｉ１＝０が成立し、電位ｅ３に対する等価負荷インピーダンスは無限大となり、この増幅回路の入力信号成分による消費電流は最少となり、無信号時消費電流と略等しくなり、このことは入力される音声信号の大きさによる消費電流の増加を最小限に押えることができることを意味する。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明音声信号再生回路及びノイズキャンセリングヘッドホン回路の実施の形態の例につき説明する。
【００３４】
図１は本発明によるノイズキャンセリングヘッドホン回路の実施の形態の例を示し、この図１例につき説明するに図６、図８に対応する部分には同一符号を付し示す。
【００３５】
図１において、１はヘッドホンステレオ等の音源よりの音声信号が供給される音声信号入力端子を示し、この音声信号入力端子１をイコライザ回路を構成する抵抗器２０及び２１の直列回路を介して接地し、この抵抗器２０及び２１の接続中点をレベル調整器を構成する可変抵抗器２２を介して例えばワイヤードオア回路構成の加算回路２３の一方の入力端子に接続する。
【００３６】
この加算回路２３の出力端子を増幅回路３の入力端子に接続し、この増幅回路３の出力端子を例えばワイヤードオア回路構成の加算回路２４の一方の入力端子に接続し、この加算回路２４の出力端子をヘッドホンのスピーカ５を介して接地する。
【００３７】
また、図１例において、６は周囲の音を拾って電気信号に変換するマイクロホンを示し、このマイクロホン６よりの周囲音信号をこの周囲音信号の位相及びレベルを調整するフィルタ７を介して加算回路２３の他方の入力端子に供給する。
【００３８】
このノイズキャンセリングヘッドホン回路においては、周囲の音と逆位相になる音をスピーカ５から出すことにより耳に入ってくる周囲の音を打ち消すようにしている。
【００３９】
図１において、８は電池等よりの直流電源が供給される電源端子を示し、この電源端子８よりの電源電圧をこの増幅回路３及びフィルタ７に供給すると共にこの電源電圧を抵抗器９を介してマイクロホン６に供給する如くする。
【００４０】
また、本例においては、音声信号入力端子１よりの音声信号をイコライザ回路を構成する抵抗器２５を介して加算回路２４の他方の入力端子に供給する。この場合本例においては、この入力される音声信号のスピーカ５への一方の経路である加算回路２４の他方の入力端子のこの音声信号の抵抗器２５とスピーカ５のインピーダンスとの分圧による電位ｅ４と、この入力される音声信号の他方の経路である加算回路２４の一方の入力端子のこの音声信号の電位ｅ１が抵抗器２０及び可変抵抗器２２を通過して電位ｅ２となり、これを増幅回路３で増幅した電位ｅ３とを可変抵抗器２２を調整して等しく、電位ｅ３＝電位ｅ４となる如くする。
【００４１】
本例によれば、図２に示す如く音声信号入力端子１より音声信号（電位ｅ１）を入力したときの加算回路２４の一方の入力端子の電位ｅ３と他方の入力端子の電位ｅ４とを等しく、電位ｅ３＝電位ｅ４としているので、この加算回路２４においては一方及び他方の経路に関係なく（切換回路を必要とすることなく）結合することができる。
【００４２】
従って、本例によれば、例えば電池による電源端子８よりの電源電圧が十分あり、この増幅回路３が動作しているときには、スピーカ５には、音声信号入力端子１に電位ｅ１の音声信号が入力されたときはスピーカ５に一方及び他方の経路よりの電位ｅ３＝電位ｅ４の音声信号が供給され放音され、またこのときは、マイクロホン６及びフィルタ７の回路も動作するので、マイクロホン６よりの周囲音信号がフィルタ７で位相及びレベルが調整され、スピーカ５より周囲音の逆相の音を出し、ノイズキャンセル動作をする。
【００４３】
また、この電池による電源端子８よりの電源電圧が低くなり、この増幅回路３が動作しなくなったときは、図２に示す如き、抵抗器２５を通過する一方の経路のみが有効になり、このスピーカ５にこの一方の経路よりの電位ｅ４の音声信号が供給され、ヘッドホンとして動作する。このときはマイクロホン６、フィルタ７及び増幅回路３の回路は動作しないのでノイズキャンセルの動作は行なわない。
【００４４】
また本例において、電位ｅ３＝電位ｅ４が成り立つときは、等価回路を図３に示す如く、増幅回路３を流れる電流ｉ１はｉ１＝０が成立し、電位ｅ３に対する等価負荷インピーダンスは無限大となり、この増幅回路の入力信号成分による消費電流は最少となり、無信号時の消費電流と略等しくなり、このことは入力される音声信号の大きさによる消費電流の増加を最小限に押えることができることを意味する。
【００４５】
因みに、本例による入力音声信号レベル（ｄＢＶ）に対する増幅回路３の消費電流（ｍＡ）と図８の従来例による入力音声信号レベル（ｄＢＶ）に対する増幅回路３の消費電流（ｍＡ）とを表１に示す。
【００４６】
【表１】
0004479122.tif 000002
【００４７】
この表１より本例では、増幅回路の入力信号成分による消費電流は小さく無信号時の消費電流と略等しく入力される音声信号の大きさによる消費電流の増加が小さいことがわかる。
【００４８】
図４及び図５は夫々本発明の実施の他の例を示す。この図４及び図５につき説明するに、この図４及び図５例において図１例に対応する部分には同一符号を付して、その詳細説明は省略する。
【００４９】
図４例は図１例の増幅回路３をＢＴＬ（balanced transformer less)動作をするＢＴＬ増幅回路２６とした例で、このＢＴＬ増幅回路２６の一方の出力端子をスピーカ５の一方の入力端子に接続し、このＢＴＬ増幅回路２６の他方の出力端子をスピーカ５の他方の入力端子に接続し、音声信号入力端子１を抵抗器２５を介してワイヤードオアによる加算回路を構成するＢＴＬ増幅回路２６の一方の出力端子に接続し、スピーカ５の他方の入力端子を抵抗器２７を介して接地する。この図４例においては、その他は図１例と同様に構成する。
【００５０】
この図４例においても図１例と同様の作用効果が得られることは容易に理解できよう。
【００５１】
また、図５例は本発明を増幅回路を内蔵したスピーカであるアクティブスピーカに適用した例を示す。このアクティブスピーカでは、図１例におけるノイズキャンセルの作用効果は得られないが、その他の図１例の作用効果が得られることは容易に理解できよう。
【００５２】
尚、本発明は上述例に限らず本発明の要旨を逸脱することなく、その他種々の構成が採り得ることは勿論である。
【００５３】
【発明の効果】
斯る本発明によれば、入力される音声信号の大きさによる消費電流の増加が少ないと共に電源電圧が少なくなったときにも切換回路を別途必要とすることなく、入力された音声信号をスピーカ等に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明ノイズキャンセリングヘッドホン回路の実施の形態の例を示す構成図である。
【図２】図１の動作の説明に供する回路図である。
【図３】図１の等価回路図である。
【図４】本発明の実施の形態の他の例を示す構成図である。
【図５】本発明の実施の形態の他の例を示す構成図である。
【図６】従来のノイズキャンセリングヘッドホン回路の例を示す構成図である。
【図７】従来のノイズキャンセリングヘッドホン回路の例を示す構成図である。
【図８】従来のノイズキャンセリングヘッドホン回路の例を示す構成図である。
【符号の説明】
１‥‥音声信号入力端子、３‥‥増幅回路、５‥‥スピーカ、６‥‥マイクロホン、７‥‥フィルタ、８‥‥電源端子、２０，２１，２５‥‥抵抗器、２３，２４‥‥加算回路
【図１】
0004479122.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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