(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
聴取者の耳に対して装着される装着部を有し、上記装着部の内側に音響再生のための振動板が備えられ、上記装着部の外側に外部音を収音するようにして設けられた第１マイクロフォンが備えられた音響再生装置における、上記振動板の駆動信号を生成するための信号処理装置であって、
上記第１マイクロフォンによる収音動作に基づき得られる第１収音信号を入力し、上記外部音の所定周波数以下の帯域成分がキャンセルされて上記聴取者に聴取されるようにして設定されたフィードフォーワード方式に対応する信号特性を与えることで、第１ノイズキャンセル信号を生成する第１ノイズキャンセル信号生成手段と、
第１の動作モードと第２の動作モードとの切り替え指示として、上記第１の動作モードへの切り替え指示がなされた場合は、入力オーディオ信号に対し、上記第１ノイズキャンセル信号生成手段により生成された上記第１ノイズキャンセル信号を加算した加算信号を出力し、上記第２の動作モードへの切り替え指示がなされた場合は、上記加算信号と、上記第１収音信号の所定周波数以上の帯域成分を通過させて生成したモニタ用信号とを出力する選択出力手段と、
上記選択出力手段の出力信号に基づき、上記音響再生装置における上記振動板を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成手段と
を備えると共に、
上記第１ノイズキャンセル信号生成手段が、
上記第１の動作モードと第２の動作モードとの切り替え指示に応じて、上記信号特性として、第１の周波数以下の帯域成分をキャンセルするための第１の信号特性と、上記第１の周波数よりも低い第２の周波数以下の帯域成分をキャンセルするための第２の信号特性の何れか一方を選択して上記第１収音信号に対する信号特性付与を行うように構成される
信号処理装置。
【請求項２】
上記選択出力手段は、
上記入力オーディオ信号に対して上記第１ノイズキャンセル信号を加算して出力する加算器と、
上記第１収音信号を入力し、少なくとも上記第１収音信号の所定周波数以上の帯域成分を通過させて上記モニタ用信号を生成するフィルタ回路と、
上記フィルタ回路を介して生成された上記モニタ用信号を入力し、上記第１の動作モードと第２の動作モードとの切り替え指示に応じて上記モニタ用信号の出力をオン／オフするように構成されたスイッチとを備えて構成される
請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項３】
少なくとも上記第１ノイズキャンセル信号生成手段による動作が、デジタルシグナルプロセッサによるデジタル信号処理によって実行されるように構成されている
請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項４】
上記音響再生装置には、上記装着部の内側に対して第２マイクロフォンが設けられており、
上記第２マイクロフォンによる収音動作に基づき得られる第２収音信号を入力すると共に、当該第２収音信号に対し、上記外部音の所定周波数以下の帯域成分がキャンセルされて上記聴取者に聴取されるようにして設定されたフィードバック方式に対応する信号特性を与えることで、第２ノイズキャンセル信号を生成する第２ノイズキャンセル信号生成手段をさらに備え、
上記選択出力手段は、
上記第１の動作モードへの切り替え指示がなされた場合は、上記入力オーディオ信号に対し、上記第１ノイズキャンセル信号と、さらに上記第２ノイズキャンセル信号とを加算した加算信号を出力し、上記第２の動作モードへの切り替え指示がなされた場合は、上記加算信号と、上記モニタ用信号とを出力する
請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項５】
上記選択出力手段は、
上記入力オーディオ信号に対して上記第１ノイズキャンセル信号と上記第２ノイズキャンセル信号とを加算して出力する加算器と、
上記第１収音信号を入力し、少なくとも上記第１収音信号の所定周波数以上の帯域成分を通過させて上記モニタ用信号を生成するフィルタ回路と、
上記フィルタ回路を介して生成された上記モニタ用信号を入力し、上記第１の動作モードと第２の動作モードとの切り替え指示に応じて上記モニタ用信号の出力をオン／オフするように構成されたスイッチとを備えて構成される
請求項４に記載の信号処理装置。
【請求項６】
上記第２ノイズキャンセル信号生成手段は、上記第１の動作モードと第２の動作モードとの切り替え指示に応じて、
上記信号特性として、第１の周波数以下の帯域成分をキャンセルするための第１の信号特性と、上記第１の周波数よりも低い第２の周波数以下の帯域成分をキャンセルするための第２の信号特性の何れか一方を選択して上記第２収音信号に対する信号特性付与を行うように構成される
請求項４に記載の信号処理装置。
【請求項７】
少なくとも上記第２ノイズキャンセル信号生成手段による動作が、デジタルシグナルプロセッサによるデジタル信号処理によって実行されるように構成されている
請求項６に記載の信号処理装置。
【請求項８】
さらに上記選択出力手段による動作が上記デジタルシグナルプロセッサによるデジタル信号処理で実行されるように構成されている
請求項３又は請求項７何れかに記載の信号処理装置。
【請求項９】
聴取者の耳に対して装着される装着部を有し、上記装着部の内側に音響再生のための振動板が備えられ、上記装着部の外側に外部音を収音するようにして設けられた第１マイクロフォンが備えられた音響再生装置における、上記振動板の駆動信号を生成するための信号処理方法であって、
上記第１マイクロフォンによる収音動作に基づき得られる第１収音信号を入力し、上記外部音の所定周波数以下の帯域成分がキャンセルされて上記聴取者に聴取されるようにして設定されたフィードフォーワード方式に対応する信号特性を与えることで、第１ノイズキャンセル信号を生成する第１ノイズキャンセル信号生成手順と、
第１の動作モードと第２の動作モードとの切り替え指示として、上記第１の動作モードへの切り替え指示がなされた場合は、入力オーディオ信号に対し、上記第１ノイズキャンセル信号生成手順により生成した上記第１ノイズキャンセル信号を加算した加算信号を出力し、上記第２の動作モードへの切り替え指示がなされた場合は、上記加算信号と、上記第１収音信号の所定周波数以上の帯域成分を通過させて生成したモニタ用信号とを出力する選択出力手順と、
上記選択出力手順の出力信号に基づき、上記音響再生装置における上記振動板を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成手順と
を有すると共に、
上記第１ノイズキャンセル信号生成手順では、
上記第１の動作モードと第２の動作モードとの切り替え指示に応じて、上記信号特性として、第１の周波数以下の帯域成分をキャンセルするための第１の信号特性と、上記第１の周波数よりも低い第２の周波数以下の帯域成分をキャンセルするための第２の信号特性の何れか一方を選択して上記第１収音信号に対する信号特性付与を行う
信号処理方法。
【請求項１０】
聴取者の耳に対して装着される装着部を有し、上記装着部の内側に音響再生のための振動板が備えられ、上記装着部の外側に外部音を収音するようにして設けられた第１マイクロフォンが備えられた音響再生装置における、上記振動板を駆動するための駆動信号を生成するにあたって、上記第１マイクロフォンによる収音動作に基づき得られる第１収音信号とオーディオ信号とを入力して処理するようにされた信号処理装置によって実行されるプログラムであって、
上記第１収音信号に対し、上記外部音の所定周波数以下の帯域成分がキャンセルされて上記聴取者に聴取されるようにして設定されたフィードフォーワード方式に対応する信号特性を与えることで、第１ノイズキャンセル信号を生成する第１ノイズキャンセル信号生成処理と、
第１の動作モードと第２の動作モードとの切り替え指示として、上記第１の動作モードへの切り替え指示がなされた場合は、上記オーディオ信号に対し、上記第１ノイズキャンセル信号生成処理により生成した上記第１ノイズキャンセル信号を加算した加算信号を出力し、上記第２の動作モードへの切り替え指示がなされた場合は、上記加算信号と、上記第１収音信号の所定周波数以上の帯域成分を通過させて生成したモニタ用信号とを出力する選択出力処理と
を上記信号処理装置に実行させると共に、
上記第１ノイズキャンセル信号生成処理が、
上記第１の動作モードと第２の動作モードとの切り替え指示に応じて、上記信号特性として、第１の周波数以下の帯域成分をキャンセルするための第１の信号特性と、上記第１の周波数よりも低い第２の周波数以下の帯域成分をキャンセルするための第２の信号特性の何れか一方を選択して上記第１収音信号に対する信号特性付与を行う処理とされる
プログラム。
【請求項１１】
聴取者の耳に対して装着される装着部を有し、上記装着部の内側に音響再生のための振動板が備えられた音響再生装置と、上記音響再生装置に対する駆動信号を生成するための信号処理装置とを備えて構成されるノイズキャンセリングシステムであって、
上記音響再生装置は、
上記装着部の外側に外部音を収音するようにして設けられた第１マイクロフォンを備え、
上記信号処理装置は、
上記第１マイクロフォンによる収音動作に基づき得られる第１収音信号を入力し、上記外部音の所定周波数以下の帯域成分がキャンセルされて上記聴取者に聴取されるようにして設定されたフィードフォーワード方式に対応する信号特性を与えることで、第１ノイズキャンセル信号を生成する第１ノイズキャンセル信号生成手段と、
第１の動作モードと第２の動作モードとの切り替え指示として、上記第１の動作モードへの切り替え指示がなされた場合は、入力オーディオ信号に対し、上記第１ノイズキャンセル信号生成手段により生成された上記第１ノイズキャンセル信号を加算した加算信号を出力し、上記第２の動作モードへの切り替え指示がなされた場合は、上記加算信号と、上記第１収音信号の所定周波数以上の帯域成分を通過させて生成したモニタ用信号とを出力する選択出力手段と、
上記選択出力手段の出力信号に基づき、上記音響再生装置における上記振動板を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成手段と
を備えると共に、
上記第１ノイズキャンセル信号生成手段が、
上記第１の動作モードと第２の動作モードとの切り替え指示に応じて、上記信号特性として、第１の周波数以下の帯域成分をキャンセルするための第１の信号特性と、上記第１の周波数よりも低い第２の周波数以下の帯域成分をキャンセルするための第２の信号特性の何れか一方を選択して上記第１収音信号に対する信号特性付与を行うように構成される
ノイズキャンセリングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、いわゆるヘッドホンやイヤホンなどの音響再生装置に対する駆動信号を生成するための信号処理装置として、特にノイズキャンセルを行うための駆動信号を生成する信号処理装置とその方法に関する。また、上記音響再生装置と上記信号処理装置とを備えて構成されるノイズキャンセリングシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開平３−２１４８９２号公報
【特許文献２】特開平３−９６１９９号公報
【０００３】
例えばヘッドホンやイヤホンなどの音響再生装置によってオーディオコンテンツを聴取するということが一般的に行われている。そして、このように音響再生装置によってオーディオコンテンツが聴取される際に生じる外部ノイズを抑圧して、遮音効果を高めるようにされたノイズキャンセリングシステムが実用化されている。
一般的にノイズキャンセリングシステムでは、上記各特許文献に記載されるように、音響再生装置側にノイズ検出用のマイクロフォンが備えられ、その収音信号に基づきノイズ成分を打ち消すような逆相信号を生成してこれをオーディオ信号側に加算することで、ノイズキャンセルを実現するようにされている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、当然のことながらノイズキャンセリングシステムでは、遮音・消音効果の向上を図ることが重視されるが、一方で、ユーザのニーズとしては、例えば人に話しかけられた際や、電車、バス、飛行機など公共機関利用時のアナウンスを聞き取りたいとしたときなど、外界で生じる音（特に音声帯域の音）も同時に聴取したいとの要望もある。
この点を考慮したものとして、現状では、ノイズキャンセル機能（ＮＣ機能）をオンとするＮＣモードと、ＮＣ機能をオフとして外部音の収音信号をオーディオ信号側に加算するモニタモードとの選択が可能とされた商品も見受けられる。
しかしながら、このような構成では、モニタモード時にオーディオコンテンツに基づく音の出力が継続されるものの、ＮＣ機能はオフとされてしまうので、この場合のモニタモード時には不要な外部ノイズが混入した状態でユーザにオーディオコンテンツを聴取させてしまうことが問題となる。
また、このようにモニタモード時にＮＣ機能がオフとされてしまうことによって、かえって必要な音声帯域の音を聴取しずらくなってしまうケースも生じうる。つまり、上記のようにしてモニタ信号がオーディオ信号側に加算されはするものの、外部の不要な帯域の騒音も混入することで、場合によっては対象とする音声の聴取が困難となってしまう可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そこで、本発明では以上のような問題点に鑑み、信号処理装置として以下のように構成することとした。
つまり、本発明の信号処理装置は、聴取者の耳に対して装着される装着部を有し、上記装着部の内側に音響再生のための振動板が備えられ、上記装着部の外側に外部音を収音するようにして設けられた第１マイクロフォンが備えられた音響再生装置における、上記振動板の駆動信号を生成するための信号処理装置であって、上記第１マイクロフォンによる収音動作に基づき得られる第１収音信号を入力し、上記外部音の所定周波数以下の帯域成分がキャンセルされて上記聴取者に聴取されるようにして設定されたフィードフォーワード方式に対応する信号特性を与えることで、第１ノイズキャンセル信号を生成する第１ノイズキャンセル信号生成手段を備える。
また、第１の動作モードと第２の動作モードとの切り替え指示として、上記第１の動作モードへの切り替え指示がなされた場合は、入力オーディオ信号に対し、上記第１ノイズキャンセル信号生成手段により生成された上記第１ノイズキャンセル信号を加算した加算信号を出力し、上記第２の動作モードへの切り替え指示がなされた場合は、上記加算信号と、上記第１収音信号の所定周波数以上の帯域成分を通過させて生成したモニタ用信号とを出力する選択出力手段を備える。
さらに、上記選択出力手段の出力信号に基づき、上記音響再生装置における上記振動板を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成手段を備える。
そして、上記第１ノイズキャンセル信号生成手段が、上記第１の動作モードと第２の動作モードとの切り替え指示に応じて、上記信号特性として、第１の周波数以下の帯域成分をキャンセルするための第１の信号特性と、上記第１の周波数よりも低い第２の周波数以下の帯域成分をキャンセルするための第２の信号特性の何れか一方を選択して上記第１収音信号に対する信号特性付与を行うように構成されるものである。
【０００６】
また、ノイズキャンセリングシステムとして以下のように構成することとした。
すなわち、本発明のノイズキャンセリングシステムは、聴取者の耳に対して装着される装着部を有し、上記装着部の内側に音響再生のための振動板が備えられた音響再生装置と、上記音響再生装置に対する駆動信号を生成するための信号処理装置とを備えて構成されるものであって、上記音響再生装置が、上記装着部の外側に外部音を収音するようにして設けられた第１マイクロフォンを備える。
また、上記信号処理装置としては、上記第１マイクロフォンによる収音動作に基づき得られる第１収音信号を入力し、上記外部音の所定周波数以下の帯域成分がキャンセルされて上記聴取者に聴取されるようにして設定されたフィードフォーワード方式に対応する信号特性を与えることで、第１ノイズキャンセル信号を生成する第１ノイズキャンセル信号生成手段を備える。
また、第１の動作モードと第２の動作モードとの切り替え指示として、上記第１の動作モードへの切り替え指示がなされた場合は、入力オーディオ信号に対し、上記第１ノイズキャンセル信号生成手段により生成された上記第１ノイズキャンセル信号を加算した加算信号を出力し、上記第２の動作モードへの切り替え指示がなされた場合は、上記加算信号と、上記第１収音信号の所定周波数以上の帯域成分を通過させて生成したモニタ用信号とを出力する選択出力手段を備える。
さらに、上記選択出力手段の出力信号に基づき、上記音響再生装置における上記振動板を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成手段を備える。
そして、上記第１ノイズキャンセル信号生成手段が、上記第１の動作モードと第２の動作モードとの切り替え指示に応じて、上記信号特性として、第１の周波数以下の帯域成分をキャンセルするための第１の信号特性と、上記第１の周波数よりも低い第２の周波数以下の帯域成分をキャンセルするための第２の信号特性の何れか一方を選択して上記第１収音信号に対する信号特性付与を行うように構成されるものである。
【０００７】
ここで、聴感上耳障りとされるノイズや、人の会話など音声の聴取上妨げとなるノイズの多くの成分は、音声帯域よりも低い周波数帯域にあるものとされる。従って、上記のようにして外部音声の収音信号の所定周波数以上の帯域成分を通過させて生成したモニタ用信号としては、ノイズ成分としての低域成分が除去された、音声聴取上有利な信号を得ることができる。
そして、上記構成によれば、音響再生装置に対する駆動信号として、第１の動作モード時には、ノイズキャンセル信号が加算されたオーディオ信号に基づく駆動信号が生成され、また第２の動作モード時には、上記ノイズキャンセル信号が加算されたオーディオ信号と上記モニタ用信号との双方に基づく駆動信号が生成される。つまりこれにより、ノイズキャンセル（以下、単にＮＣとも表記する）を行うＮＣモードと、ＮＣ機能をオンとさせつつ上記モニタ用信号に基づく外部音声の聴取を行わせるためのモニタモードとの切換を行うことができる。
【発明の効果】
【０００８】
上記のようにして本発明によれば、ノイズキャンセルを行うＮＣモードと、ＮＣ機能をオンとさせつつモニタ用信号に基づく外部音声の聴取を行わせるモニタモードとの切換を行うことができる。つまりこれにより、モニタモード時においても、ＮＣ機能をオンとしておくことができる。
このようにモニタモード時においてもＮＣ機能をオンとしておくことができれば、従来のようにモニタモード時に不要な外部ノイズが混入した状態でユーザにオーディオコンテンツを聴取させてしまうことを効果的に防止することができる。
【０００９】
また、モニタモード時においてもＮＣ機能がオンとなるようにされることで、従来のようにモニタモード時にＮＣ機能がオフとされてしまい、聴取されるべきモニタ用信号の成分が他の外部ノイズによってかき消されてしまうといったことを効果的に防止することができる。
【００１０】
以上より、上記本発明によれば、ノイズキャンセルによる遮音・消音効果と、外部の例えばアナウンスなどの必要な音声を聴取させる機能との両立を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、発明を実施するための最良の形態（以下実施の形態とする）について説明していく。
＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の第１の実施の形態としての信号処理装置について説明するための図として、第１の実施の形態の信号処理装置を備えて構成されたヘッドホン１の内部構成を示している。なお、以下の説明では、簡単のために１チャンネル分のオーディオ信号に対応した構成のみを示すが、複数チャンネルのオーディオ信号に対応する構成とする場合には、各チャンネルごとに以下で説明する構成を設けるものとすればよい。
また、以下の説明において、「ノイズキャンセル」については単に「ＮＣ」とも表記する。
【００１２】
図１において、先ずヘッドホン１には振動板ユニット２が備えられている。この振動板ユニット２は、後述するドライブ回路８からのドライブ信号（ドライブ電圧）に基づき内部の振動板を振動させて、上記ドライブ信号に応じた音を出力するように構成される。
また、ヘッドホン１に対しては、ノイズキャンセル動作を行うにあたって外部音を収音するためのマイクロフォン３が備えられる。このマイクロフォン３は、フィードフォワード方式（ＦＦ方式）によるノイズキャンセリングシステムに対応した収音動作を可能とするために、次の図２（ａ）に示されるようにしてヘッドホン１に形成される装着部１Ａの外側に対して設けられる。
【００１３】
図２（ａ）は、上記装着部１Ａを含むヘッドホン１の外観の一部分を抽出して示している。先ず、この図からも理解されるように、本実施の形態では、ヘッドホン１としていわゆる密閉型のヘッドホン装置を想定している。
上記装着部１Ａとしては、当該ヘッドホン１における、聴取者の耳に対して装着される部分となる。そして、上記マイクロフォン３としては、図のようにして装着部１Ａの外側に対して表出するように設けられ、これによって外部音を収音することができるようにされる。
【００１４】
なお、ヘッドホン１としては、図２（ｂ）に示すようないわゆるインナー型（イヤホン）とすることもできる。この場合の装着部１Ａとしても、図示するようにして聴取者の耳に対して装着される部分となり、マイクロフォン３としても、同様に装着部１Ａの外側に対して表出するようにして設けられるようにすればよい。
【００１５】
また、図示は省略したが、図１に示される振動板ユニット２としては、上記装着部１Ａの内側に振動板が配置されるようにして設けられるものとなる。
【００１６】
説明を図１に戻す。
図１において、マイクロフォン３による収音信号は、マイクアンプ４にて増幅された後、図示するようにしてＦＦ方式ＮＣ信号生成部５と、モニタ信号生成部７とに分岐して入力される。
ここで、この場合の収音信号については、図示するようにしてマイナス（−）極性により入力するものとする。これは、当該収音信号に基づきＦＦ方式ＮＣ信号生成部５によって生成されるＮＣ信号の成分が、外界で生じるノイズ音に対する逆相成分となるようにしてオーディオ信号側に加算されるようにするためである。
【００１７】
ＦＦ方式ＮＣ信号生成部５には、ＦＦ方式によるノイズキャンセリングシステムに対応する信号特性αが設定され、上記マイクアンプ４からの入力される収音信号に対して当該信号特性αを与えるように構成される。この信号特性αは、ＦＦ方式によるノイズキャンセリングシステムの系中における各回路や空間の伝達関数を考慮して、外部音がキャンセルされて聴取者に聴取されるようにするためのＮＣ信号が生成されるように、収音信号に対して与えるべきとして設定された信号特性（周波数−振幅特性や周波数−位相特性）となる。このような信号特性αを入力信号に対して与えるＦＦ方式ＮＣ信号生成部５としては、例えばフィルタ回路で構成することができる。
ＦＦ方式ＮＣ信号生成部５によって上記信号特性αが与えられて生成されたＮＣ信号は、加算器６に対して供給される。
【００１８】
ここで、本実施の形態の場合、上記ＦＦ方式ＮＣ信号生成部５に設定される信号特性αとしては、外部音の所定周波数以下の帯域成分のみがキャンセルされるような特性を設定するものとしている。
図３は、この場合の信号特性αが与えられて生成されるＮＣ信号によるノイズ低減特性を示している。なお、この図では横軸を外部音の周波数、縦軸をＮＣ信号によるノイズ低減量としてノイズ低減特性を示している。
図示するようにして、この場合の信号特性αによっては、図中の破線により示す音声帯域よりも低い周波数帯域でノイズ低減効果が得られるようにしている。具体的には、およそ３００Hz以下の低域部分を対象としてノイズ低減効果が得られるようにしている。
【００１９】
なお、確認のために述べておくと、人の会話を妨げたり聴感上耳障りとされるノイズ成分の多くは、３００Hz以下の低域に含まれるものとなっている。従って上記により説明した信号特性αの設定によれば、音声帯域成分を聴取する上で障害となるとされるノイズ成分の大部分がキャンセルされるようにすることができる。
【００２０】
図１において、ヘッドホン１には、オーディオ入力端子ＴAinが設けられる。このオーディオ入力端子ＴAinには、図示されない外部のオーディオプレイヤなどオーディオコンテンツを再生出力する再生装置からのオーディオ信号が入力される。そして、このようにして入力されたオーディオ信号は、図示するようにして加算器６に入力される。
【００２１】
加算器６は、上述のようにしてＦＦ方式ＮＣ信号生成部５から供給されたＮＣ信号と、上記オーディオ信号とを加算し、ドライブ回路８に対して出力する。
ここで、上述もしたようにこの場合のマイクアンプ４からは、−極性による収音信号が出力されるので、ＦＦ方式ＮＣ信号生成部５より出力される上記ＮＣ信号としても、その極性は−極性となる。従って、上記加算器６からドライブ回路８に対して供給される信号としては、オーディオ信号に対して−極性によるＮＣ信号が重畳されたものとなる。
【００２２】
ドライブ回路８は、入力信号を増幅して振動板ユニット２内の振動板を駆動するためのドライブ信号を生成する。
本実施の形態の場合のドライブ回路８によっては、いわゆるＢＴＬ（Bridged TransLess）接続としての構成によって振動板が駆動されるようになっている。具体的に、この場合のドライブ回路８には２つの反転アンプ８ａ、８ｂが備えられ、これらが相互に逆相動作するようにして構成されている。
【００２３】
上記反転アンプ８ａには、上述した加算器６からの出力信号が入力される。反転アンプ８ａは、入力された上記加算器６からの出力信号の極性を反転させて出力する。
この反転アンプ８ａにより極性が反転された上記加算器６からの出力信号は、図示するようにして振動板ユニット２に対する−極性側のドライブ信号として供給されることになる。この場合、オーディオ信号の極性を基準として考えれば、反転アンプ８ａの出力は−極性となるものである。
また、図示するようにして上記反転アンプ８ａの出力信号は分岐されて、反転アンプ８ｂに対し（後述する加算器８ｃを介し）て入力されるようになっている。これにより反転アンプ８ｂからは、上記反転アンプ８ａからの入力信号の極性がさらに反転された信号が出力され、当該反転アンプ８ｂによる出力信号は振動板ユニット２に対する＋極性側のドライブ信号として供給される。
周知のように、このようなＢＴＬ接続としての構成を採ることで、いわゆるシングルエンド接続とする場合に比べ、電圧の振れ幅が略２倍となって略４倍のパワーによって振動板を駆動することができ、より効率的な駆動が実現され、またＳ／Ｎ的にも有利とすることができる。
【００２４】
また、ヘッドホン１に対しては、外部音の特に音声帯域の音の聴取（モニタリング）を可能とするためのモニタ信号を生成する系として、モニタ信号生成部７、スイッチＳＷ、加算器８ｃが備えられている。
モニタ信号生成部７は、ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）７ａとゲイン回路７ｂとを備え、上述したマイクアンプ４からの収音信号は、ＨＰＦ７ａに対して入力される。ここで、ＨＰＦ７ａのカットオフ周波数としては、聴感上耳障りとされるノイズ成分が多分に含まれる低域の成分を除去するようにして設定される。具体的には、先の図３にて説明した３００Hz以下の帯域をカットするように設定される。これによって、低域の耳障りなノイズ成分が除去され、例えば車内アナウンスなどの外部の音声が聴取し易くなるようにされたモニタ信号が得られるように図られている。
ＨＰＦ７ａにより生成されたモニタ信号は、ゲイン回路７ｂにて所定のゲインが与えられて増幅された後、モニタ信号生成部７から出力される。
【００２５】
なおここでは、上記モニタ信号生成部７として、明示的にＨＰＦ７ａとゲイン回路７ｂとを分けた構成とする場合を例示しているが、実際においてモニタ信号生成部７としては、上記のような所定の周波数以下の帯域成分が除去されて所定のゲインが与えられた信号を得るための周波数−振幅特性を与えるフィルタ回路などで一体的に構成することができる。
【００２６】
上記モニタ信号生成部７から出力されたモニタ信号は、スイッチＳＷを介して、加算器８ｃに供給される。加算器８ｃは、先に説明した反転アンプ８ａからの出力信号と、上記スイッチＳＷを介して入力されるモニタ信号とを加算して、反転アンプ８ｂに出力する。
ここで、スイッチＳＷを介して上記加算器８ｃに入力されるモニタ信号の極性は、先に説明したマイクアンプ４からの収音信号の極性に応じて−極性とされている。このことで、上記反転アンプ８ｂから出力されるモニタ信号成分の極性としては、＋極性となるようにされる。この結果、振動板ユニット２に対する＋極性側のドライブ信号に対して＋極性によるモニタ信号成分を重畳することができ、これによって振動板ユニット２から上記モニタ信号に応じた音が適正に出力されるようにすることができる。
【００２７】
また、ヘッドホン１には、上記スイッチＳＷをオン／オフさせるための操作子９が設けられる。この場合、操作子９は例えば押圧操作が可能なボタンなどの操作子とされ、当該操作子９に対する操作に連動して上記スイッチＳＷがオン／オフされるように構成されている。つまりこの場合、上記操作子９の操作によりスイッチＳＷがオフとされる場合には、ドライブ回路８に対しては加算器６による加算信号（オーディオ信号にＮＣ信号が加算された信号）のみが供給されて、ノイズキャンセル機能のみがオンとされ、また、スイッチＳＷがオンとされる場合には、ドライブ回路８に対して上記加算信号と共に上記モニタ信号が供給されて、ＮＣ機能のオン状態が維持されつつ、外部音声のモニタ機能がオンとなるようにされる。
【００２８】
なお、上記説明からも理解されるように、この場合は操作子９の操作に連動してＮＣ動作のみが行われるＮＣモードと、モニタ信号が出力されるモニタモードとの切り替えが行われるものとなる。つまりこの場合においては、操作子９がＮＣモード／モニタモードの切り替え指示を行うための手段となる。
【００２９】
上記のようにして第１の実施の形態の信号処理装置によれば、ノイズキャンセルを行うＮＣモードと、ＮＣ機能をオンとさせつつモニタ用信号に基づく外部音声の聴取を行わせるモニタモードとの切換を行うことができる。
また、このことによれば、モニタモード時においてもＮＣ機能はオンとしておくことができるようになる。これにより、モニタモード時にＮＣ機能をオフとしてしまう従来手法のように、モニタモード時に不要な外部ノイズが混入した状態でユーザにオーディオコンテンツを聴取させてしまうことを効果的に防止することができる。
また、上記のようにしてモニタモード時においてもＮＣ機能をオンとしておくことができることで、従来のようにモニタモード時にＮＣ機能がオフとされてしまい、聴取されるべきモニタ信号の成分が他の外部ノイズによってかき消されてしまうといったことを効果的に防止することができる。
【００３０】
また、第１の実施の形態では、例えば３００Hz以下の帯域など、音声帯域よりも低い低域の成分のみをキャンセルするようにして信号特性αを設定しているので、モニタモード時において聴取されるべき音声帯域の成分までもがキャンセルされてしまうといったことを効果的に防止することができる。
【００３１】
＜第２の実施の形態＞
続いて、第２の実施の形態について次の図２を参照して説明する。
第２の実施の形態は、第１の実施の形態の場合のように信号処理装置をヘッドホン装置側に備えるのではなく、オーディオ信号を再生するオーディオプレイヤ側に備えるようにしたものである。図２では、このように信号処理装置を内蔵して構成されたオーディオプレイヤ１２と、ヘッドホン１１とを備えて構成されるノイズキャンセリングシステム１０の構成を示している。
なお、図２において、既に先の図１にて説明した部分については同一符号を付して説明を省略する。
【００３２】
先ず、この場合のヘッドホン１１においても、振動板ユニット２とマイクロフォン３が備えられる。図示は省略するが、このヘッドホン１１としても装着部１Ａを有する。なお、この場合も当該装着部１Ａに対する上記振動板ユニット２、マイクロフォン３の各形成位置は、先の第１の実施の形態のヘッドホン１の場合と同様となる。
また、この場合の振動板ユニット２に対しては、オーディオプレイヤ１２側に備えられる＋極側出力端子Ｔo1、−極側出力端子Ｔo2を介して入力される＋極性側ドライブ信号、−極性側ドライブ信号が供給される。
さらに、上記マイクロフォン３による収音信号が、オーディオプレイヤ１２側に備えられるマイク入力端子Ｔminを介して、オーディオプレイヤ１２側のマイクアンプ４に対して供給されるようになっている。
なお、ここでは図示の都合上省略したが、ヘッドホン１１側には、実際には上記＋極側出力端子Ｔo1に接続される＋極側入力端子、上記−極側出力端子Ｔo2に接続される−極側出力端子が備えられ、上記＋極性側ドライブ信号、上記−極性側ドライブ信号は、上記＋極側入力端子、上記−極側入力端子を介してそれぞれ入力されるものとなる。同様にヘッドホン１１側には、上記マイク入力端子Ｔminと接続されるマイク出力端子が備えられ、マイクロフォン３による収音信号は上記マイク出力端子から出力されて上記マイクアンプ４に対して供給されるものとなる。
【００３３】
オーディオプレイヤ１２側に備えられる信号処理装置の構成は、先の図１に示したものと同様となる。すなわち、この場合もマイクアンプ４、ＦＦ方式ＮＣ信号生成部５、加算器６、モニタ信号生成部７（ＨＰＦ７ａ、ゲイン回路７ｂ）、ドライブ回路８（反転アンプ８ａ、非反転アンプ８ｂ、加算器８ｃ）、スイッチＳＷ、操作子９が設けられている。
但しこの場合、上記加算器６に対して入力されるオーディオ信号としては、図示されない再生部により再生出力されたオーディオ信号となる。つまり、この場合のオーディオプレイヤ１２には、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）や半導体メモリ、或いはＣＤ（Compact Disc）などのリムーバブルメディアに記録されたオーディオコンテンツを再生する再生部が備えられており、上記加算器６には、当該再生部により再生されたオーディオ信号が入力されることになる。
また、この場合のドライブ回路８から出力される＋極性側ドライブ信号は上述した＋極側出力端子Ｔo1に供給され、また−極側ドライブ信号は−極側出力端子Ｔo2に対して供給されるようになっている。
【００３４】
このような第２の実施の形態としてのノイズキャンセリングシステム１０の構成によっても、先の第１の実施の形態の場合と同様の効果を得ることができる。
【００３５】
＜第３の実施の形態＞
図５は、第３の実施の形態としてのノイズキャンセリングシステム１５の構成を示している。なお、この図において、既に図１、図４にて説明した部分については同一符号を付して説明を省略する。
図示するようにして、第３の実施の形態のノイズキャンセリングシステム１５は、先に説明したヘッドホン１１と、オーディオプレイヤ１６とを備えて構成される。
【００３６】
第３の実施の形態のノイズキャンセリングシステム１５では、上記オーディオプレイヤ１６において、ＮＣモード／モニタモードの切り替えに応じて収音信号に与える信号特性αを切り替えることで、ＮＣモード時とモニタモード時とでノイズキャンセルの対象帯域の切り替えが行われるようにしたものである。
【００３７】
図５において、この場合のオーディオプレイヤ１６では、ＦＦ方式ＮＣ信号生成部５に代えて、ＦＦ方式ＮＣ信号生成部１９が備えられている。
このＦＦ方式ＮＣ信号生成部１９は、外部音のうち第１の周波数以下の帯域成分がキャンセルされて聴取者に聴取されるようにして設定された第１の信号特性α（以下、α１と表記）と、上記第１の周波数よりも低い第２の周波数以下の帯域成分がキャンセルされて聴取者に聴取されるようにして設定された第２の信号特性α（α２と表記）の何れか一方の信号特性αを、マイクアンプ４より入力される収音信号に対して選択的に与えるように構成される。
具体的に、この場合の上記第１の周波数は例えば１ｋHzとされ、上記第２の周波数は３００Hzとされる。すなわち、この場合のＦＦ方式ＮＣ信号生成部１９によれば、１ｋHz以下の帯域成分をキャンセルするようにして設定された信号特性α１と、３００Hz以下の帯域成分をキャンセルするようにして設定された信号特性α２の何れかを、上記収音信号に対して選択的に与えるように構成されている。
【００３８】
そして、上記ＦＦ方式ＮＣ信号生成部１９にて何れの信号特性αを付与させるかを選択制御するための構成として、図示する制御部１８が設けられる。制御部１８は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリを備えたマイクロコンピュータで構成される。
この場合、制御部１８に対しては、操作部１７からの操作信号が供給される。
操作部１７は、例えばオーディオプレイヤ１６の筐体外部に表出するようにして設けられた複数の操作子を備え、操作の行われた操作子に対応する操作入力信号を上記制御部１８に対して供給するように構成される。
【００３９】
この場合、上記操作部１７を介したユーザの操作入力としては、少なくともＮＣモード／モニタモードの切り替え操作が可能とされる。制御部１８は、このようなＮＣモード／モニタモードの切り替え操作に応じて、スイッチＳＷのオン／オフ制御を行うと共に、ＦＦ方式ＮＣ信号生成部１９における信号特性α１／信号特性α２の選択制御を行う。
【００４０】
図６は、上記のようなＮＣモード／モニタモードの切り替え操作に応じて行われる、制御部１８の処理動作を示している。なお、この図６に示される処理動作は制御部１８におけるＣＰＵが上述したメモリに格納されるプログラムに基づいて実行するものである。
先ず、ステップＳ１０１では、ＮＣ／モニタモード切替操作を待機する。つまり、操作部１７からの操作入力信号に基づき、ＮＣモード／モニタモードの切り替え操作が行われたとされる状態となるまで待機する。
【００４１】
そして、ＮＣモード／モニタモードの切り替え操作が行われたとした場合は、ステップＳ１０２に進み、現在のモードがＮＣモードであるかを判別する。現在のモードがＮＣモードであるとして肯定結果が得られた場合は、ステップＳ１０３に進み、スイッチＳＷをオンとした後、ステップＳ１０４において、ＮＣ上限周波数を１ｋHz→３００Hzに変更するための処理を行う。
つまり、この場合の切り替え操作はＮＣモードからモニタモードへの切り替え操作となるので、ＮＣ上限周波数が１ｋHzから３００Hzにシフトされるように、ＦＦ方式ＮＣ信号生成部１９に対して信号特性α２を選択させるように制御を行う。
【００４２】
一方、上記ステップＳ１０２において、現在のモードがＮＣモードではないとして否定結果が得られた場合は、ステップＳ１０５に進んでスイッチＳＷをオフとした後、ステップＳ１０６において、ＮＣ上限周波数を３００Hz→１ｋHzに変更するための処理を行う。
すなわち、この場合の切り替え操作はＮＣモードへの切り替え操作となるので、ＮＣ上限周波数が３００Hzから３００Hzにシフトされるように、ＦＦ方式ＮＣ信号生成部１９に対して信号特性α１を選択するように制御を行う。
このステップＳ１０６による処理、または上述したステップＳ１０４による処理を実行すると、図示するようにしてＲＥＴＵＲＮとなる
【００４３】
図５において、制御部１８によりこの図６に示す処理動作が実行されることで、この場合のＮＣモード時には、１ｋHzをＮＣ上限周波数としたＮＣ動作が実行される。一方で、モニタモード時には、ＮＣ上限周波数が上記ＮＣモード時から低域側にシフトされて、３００Hzまでの帯域を対象としたＮＣ動作が行われると共に、モニタ信号に基づく音声出力が行われる。
このような第３の実施の形態のノイズキャンセリングシステム１５によれば、ＮＣモード時にはＮＣ効果が向上し、またモニタモード時においては、上述のようにしてＮＣ対象上限周波数が例えば３００Hz以下など音声帯域よりも低い周波数にシフトされることで、モニタ信号に基づく音声帯域成分がキャンセルされてしまうことを防止することができる。
この結果、ＮＣモード時におけるＮＣ効果の向上と、モニタモード時における外部音声のモニタ性能の向上との両立を図ることができる。
【００４４】
＜第４の実施の形態＞
ここで、これまでの説明では、信号処理装置を形成する各部をアナログ回路により構成することを前提として説明を行ったが、例えば上述のようにして信号特性αの切り替えが可能なＦＦ方式ＮＣ信号生成部１９をアナログ回路により実現するとした場合、１つのフィルタ回路により信号特性を可変とすることは実用上非常に困難となるので、例えば信号特性α１を与えるように構成されたフィルタ回路と、信号特性α２を与えるように構成されたフィルタ回路と、さらに入力信号を何れのフィルタ回路に入力させるかを選択するスイッチを設けておき、当該スイッチの切り替え制御によって収音信号に何れかの信号特性αを与えるように構成することになる。
【００４５】
しかしながら、このような構成とした場合には、フィルタ回路を複数備える分、回路実装スペースの拡大化に伴う装置の大型化や、コストアップなどの問題を生じさせる。
そこで、第４の実施の形態では、図５にて説明したＦＦ方式ＮＣ信号生成部１９としての動作を、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）によるデジタル信号処理によって実現するように構成する。
【００４６】
図７は、第４の実施の形態としてのノイズキャンセリングシステム２０の構成を示している。第４の実施の形態のノイズキャンセリングシステム２０は、先の第３の実施の形態のノイズキャンセリングシステム１５の構成に基づいた上で、オーディオプレイヤ側の一部の構成のみを変更したものとなる。従って、この図７において、既に第３の実施の形態までで説明した部分については同一符号を付して説明を省略する。
【００４７】
図７において、この場合のノイズキャンセリングシステム２０では、第３の実施の形態の場合のオーディオプレイヤ１６に代えて、オーディオプレイヤ２１が備えられる。
この場合、図中のＤＳＰ２４によっては、ＦＦ方式ＮＣ信号生成部１９に対応する動作と共に、加算器６による入力オーディオ信号とＮＣ信号との加算動作、及びモニタ信号生成部７によるモニタ信号の生成動作、さらにはスイッチＳＷによるドライブ回路８への出力信号の選択動作も実現させるものとしている。
【００４８】
この場合、マイクアンプ４からの収音信号は、Ａ／Ｄ変換器２３を介してデジタル信号に変換されてＤＳＰ２４に入力される。また、オーディオ信号はＡ／Ｄ変換器２５を介してデジタル信号に変換されＤＳＰ２４に入力される。
また、図示するようにこの場合は、先の図５に示した制御部１８に代えて、制御部２２が設けられる。この場合の制御部２２は、操作部１７からの操作入力信号に基づき先の図６に示したステップＳ１０１・Ｓ１０２と同様の処理を行って、ＮＣモードへの切り替え操作又はモニタモードへの切り替え操作の何れが行われたかを判別するようにされる。そして、ＮＣモードへの切り替え操作が行われたとした場合は、ＮＣモード指示信号をＤＳＰ２４に供給し、モニタモードへの切り替え操作が行われたとした場合はモニタモード指示信号をＤＳＰ２４に供給するようにされる。
【００４９】
ＤＳＰ２４は、上記制御部２２からのＮＣモード指示信号、モニタモード指示信号の供給に応じ、次の図８の模式図に示されるような動作をデジタル信号処理によって実行するようにしてハードウエア構成が与えられ、且つプログラミングされている。図８では、ＤＳＰ２４のデジタル信号処理で実現される動作をブロック化して模式的に示している。またこの図では、図７に示されるＡ／Ｄ変換器２３、Ａ／Ｄ変換器２５、Ｄ／Ａ変換器２６も併せて示している。
図８（ａ）はＮＣモード指示信号が供給された場合、図８（ｂ）はモニタモード指示信号が供給された場合を示す。
【００５０】
先ず、ＤＳＰ２４には、ＦＦ方式ＮＣ信号生成部１９としての動作を可能とするために、信号特性α１／信号特性α２の切り替えが可能なフィルタ処理を行うデジタルフィルタを実現するためのハードウエアリソースが与えられている。このようなデジタルフィルタとしては、例えば入力信号（この場合はＡ／Ｄ変換器２３を介して入力される収音信号）に対して複数のＩＩＲ（Infinite Impulse Response）フィルタを縦列または並列接続したものを挙げることができる。すなわち、これらのフィルタに与える係数を変更することで、信号特性α１と信号特性α２の切り替えが可能となるものである。
同様にして、モニタ信号生成部７としての動作を可能とするために、入力信号（収音信号）に対して所定の周波数−振幅特性を与えるためのデジタルフィルタを実現するためのハードウエアリソース、及び加算器６に対応した加算動作を実現するためのハードウエアリソースが与えられている。
さらに、この場合は、モニタ信号の極性を反転させる反転回路としての動作を実現するためのハードウエアリソースも与えられることになる。
ここで図７を参照してわかるように、ＤＳＰ２４の出力は１系統のみで、例えば先の第３の実施の形態のようにドライブ回路８に対してＮＣ信号・オーディオ信号の組とモニタ信号とを分けて出力するものとはされていない。すなわち、反転アンプ８ｂによるモニタ信号の極性反転は行われないものとなっているので、ＤＳＰ２４内にてモニタ信号の極性を反転させるものである。
【００５１】
先ず図８（ａ）において、制御部２２からのＮＣモード指示信号が供給された場合は、Ａ／Ｄ変換器２３を介して入力されるデジタル信号による収音信号に対し、図中α１フィルタ２４ａとしてのデジタル信号処理を行う。すなわち、上述したデジタルフィルタを実現するためのハードウエアリソースを用いたデジタル信号処理によって、上記収音信号に対して信号特性α１を付与する。また、当該α１フィルタ２４ａにより信号特性を付与した上記収音信号（ＮＣ信号）と、Ａ／Ｄ変換器２５を介して入力されるデジタル信号によるオーディオ信号とを、上述した加算器としてのハードウエアリソースを用いて加算する（図中加算器２４ｂ）。これらＮＣ信号と収音信号とが加算された信号は、Ｄ／Ａコンバータ２６に対して供給される。
【００５２】
また、図８（ｂ）において、制御部２２からのモニタモード指示信号が供給された場合は、Ａ／Ｄ変換器２３を介して入力される収音信号に対し、図中α２フィルタ２４ｃとしての、上述したデジタルフィルタを実現するためのハードウエアリソースを用いたデジタル信号処理によって信号特性α２を付与したＮＣ信号を生成する。
また、上記Ａ／Ｄ変換器２３を介して入力された収音信号については、図中モニタ信号生成部２４ｄとしての、上述したモニタ信号生成部７に対応するデジタルフィルタとしてのハードウエアリソースを用いたデジタル信号処理により、この場合は３００Hz以下の成分が除去され且つ所要のゲインが与えられるようにして周波数−振幅特性を与えて、モニタ信号を生成する。
また、このようにして生成されたモニタ信号については、図中の極性反転部２４ｅとしての、上述した反転回路を実現するためのハードウエアリソースを用いた極性反転動作により、極性を反転させる。
さらに、図中加算器２４ｆとして、上記α２フィルタ２４ｃにより生成されたＮＣ信号と上記極性反転部２４ｅにより極性反転されたモニタ信号と、さらにＡ／Ｄ変換器２５を介して入力されるオーディオ信号とを上述した加算器としてのハードウエアリソースを用いて加算する。
そして、この加算器２４ｆによる加算結果がＤ／Ａ変換器２６に対して供給される。
【００５３】
このようなＤＳＰ２４によれば、先の図５に示した構成と同様に、ＮＣモード時にはドライブ回路８内の反転アンプ８ａに対して信号特性α１に基づくＮＣ信号とオーディオ信号とが加算された信号を供給することができる。また、モニタモード時には、上記反転アンプ８ａに対して信号特性α２に基づくＮＣ信号とオーディオ信号と、さらにモニタ信号とが加算された信号を出力することができる。
ここで、図７にも示されているように、この場合は、ＤＳＰ２４においてモニタ信号の生成を行うようにした関係から、ドライブ回路８における加算器８ｃは省略され、反転アンプ８ｂに対しては反転アンプ８ａからの出力信号のみが入力されるようになっている。
【００５４】
なお、確認のために述べておくと、上記により説明したＤＳＰ２４における各動作は、ＤＳＰ２４に対するプログラミングにより実現される。具体的に、この場合のオーディオプレイヤ２１には、ＤＳＰ２４が読み出し可能なメモリ２７が備えられ、当該メモリ２７内に格納されるＤＳＰプログラム２７ａに従ってＤＳＰ２４が動作することで、上記により説明した各動作が実現されるものである。
【００５５】
上記により説明した第４の実施の形態のように、ＤＳＰ２４によるデジタル信号処理によって信号特性α１／信号特性α２の切り替え動作を行うように構成するものとすれば、例えばこのような切り替え構成をアナログ回路により実装するとした場合と比較して、部品点数の削減、それに伴う低コスト化、及び回路実装面積の縮小化による装置の小型化が図られる。
また、第４の実施の形態では、モニタ信号生成部７の動作もＤＳＰ２４によるデジタル信号処理で実現するものとしているが、このことによれば、アナログ回路によるモニタ信号生成部７の実装スペースを省略することができ、この点でも装置小型化、部品点数の省略、低コスト化を図ることができる。なお、このような装置小型化や低コスト化の効果は、ＤＳＰ２４のデジタル信号処理により加算器６、スイッチＳＷとしての動作も実現するようにしたことについても同様のことが言える。
【００５６】
なお、確認のために述べておくと、これら装置小型化や部品点数の削減などの効果は、オーディオプレイヤ２１において、他の機能部位（例えば各種音声信号処理を実現する機能部位）と共用のＤＳＰ（及びＡ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器）が備えられていることを前提としたものである。つまり、もともと他の機能部位の動作実現のためのＤＳＰが備わっていれば、そのＤＳＰに対するプログラミングを変更するのみで、先の図８に示した第４の実施の形態としての動作を実現させることができ、このことを考慮すれば、別途のアナログ回路による追加構成は不要とすることができ、装置小型化や部品点数の削減等の効果を得ることができるということである。
【００５７】
＜第５の実施の形態＞
第５の実施の形態は、ＦＦ方式によるノイズキャンセル動作と共に、フィードバック方式（以下、単にＦＢ方式とする）によるノイズキャンセル動作も併せて行うようにするものである。
第５の実施の形態では、第１の実施の形態のヘッドホン１に対し、ＦＢ方式によるノイズキャンセル動作を行うための構成を追加したヘッドホン３０とする場合を例示する。
【００５８】
図９は、第５の実施の形態としてのヘッドホン３０の内部構成を示している。なお、この図においても既にこれまでで説明済みの部分については同一符号を付して説明を省略する。
先ず、この場合のヘッドホン３０に対しては、ＦＢ方式に対応した収音動作を行うための、マイクロフォン３１が設けられる。
周知のように、ＦＢ方式によるノイズキャンセリングシステムでは、振動板から出力される音と、外部から伝わるノイズとが、ヘッドホンを装着した聴取者によって聴取される位置（聴取点）に近接する位置に対して、マイクロフォンを設けるようにされる。つまり、ＦＢ方式に対応して設けられる上記マイクロフォン３１によっては、装着部１Ａの内部空間に得られる、振動板からの出力音と外部ノイズに基づく音との双方を収音することが前提とされている。
このために、上記マイクロフォン３１としては、少なくともヘッドホン３０における装着部１Ａの内側において設けられ、振動板と近接するようにして配置される。
【００５９】
そして、上記マイクロフォン３１により得られる収音信号に基づき、ＦＢ方式によるＮＣ信号を生成するための系として、マイクアンプ３２、ＦＢ方式ＮＣ信号生成部３３が設けられる。マイクアンプ３２は、上記マイクロフォン３１により得られる収音信号を入力し、これを増幅してＦＢ方式ＮＣ信号生成部３３に供給する。
なお、上記マイクアンプ３２を介してＦＢ方式ＮＣ信号生成部３３に対して入力される収音信号についても、先のＦＦ方式の場合と同様の主旨より−極性で入力されるようにしておく。
【００６０】
ＦＢ方式ＮＣ信号生成部３３は、ＦＢ方式によるノイズキャンセリングシステムに対応する信号特性βが設定され、上記マイクアンプ３２より入力される収音信号に対して当該信号特性βを与える。信号特性βは、ＦＢ方式によるノイズキャンセリングシステムの系中における各回路や空間の伝達関数を考慮して、外部音がキャンセルされて聴取者に聴取されるようにするためのＮＣ信号が生成されるように、収音信号に対して与えるべきとして設定された信号特性（周波数−振幅特性や周波数−位相特性）となる。このＦＢ方式ＮＣ信号生成部３３としても、例えばフィルタ回路で構成することができる。
また、ＦＢ方式ＮＣ信号生成部３３に設定される上記信号特性βによるノイズ低減特性としても、先の図３で示したものと同様に、外部音の例えば３００Hz以下の帯域成分がキャンセルされて聴取者に聴取されるようにして設定されている。
【００６１】
ＦＢ方式ＮＣ信号生成部３３により上記信号特性βが与えられた収音信号（ＮＣ信号）は、加算器６に供給される。
この場合の加算器６は、オーディオ入力端子ＴAinを介して入力されたオーディオ信号と、上記ＦＢ方式ＮＣ信号生成部３３からのＮＣ信号と、ＦＦ方式ＮＣ信号生成部５からのＮＣ信号とを加算し、その結果得られる信号を加算信号としてドライブ回路８内の反転アンプ８ａに対して供給する。
【００６２】
このような構成により、ＦＦ方式・ＦＢ方式の双方の方式によるノイズキャンセル動作が併行して行われるようにすることができる。
ここで、ＦＦ方式とＦＢ方式とでは、相互にトレードオフとなるような関係を有するものとなっている。つまり、ＦＦ方式では、ノイズを有効にキャンセル（減衰）できる周波数帯域は比較的広く、系の安定性も高いものとされるが、一方で、充分なノイズキャンセル量が得られにくいものとなることが知られている。このために、例えばノイズ音源との位置関係などの状況によっては、信号特性αの設定にあたって想定したノイズキャンセリング系の伝達関数と合致しなくなり、例えば特定の周波数帯域にて充分なノイズキャンセル効果が得られなくなってしまうような可能性のあることが指摘されている。この場合、実際には広い周波数帯域にわたってノイズキャンセルが有効にはたらいているのにも関わらず、或る特定の周波数帯域においてのみノイズが目立ってしまうような現象が生じるということになり、聴感上は、ノイズキャンセル効果を感じにくくなる。
これに対し、ＦＢ方式は、ノイズをキャンセルできる周波数帯域は狭いものの、充分なノイズキャンセル量が得られるという特徴を持つものとして知られている。このことからすると、ＦＦ方式に対してＦＢ方式を組み合わせてノイズキャンセリングシステムを構築すれば、相互の不利な点を補い合うことで、より有効なノイズキャンセル動作を実現することができ、その分ノイズキャンセル効果の向上を図ることができる。
【００６３】
なお、第５の実施の形態では、第１の実施の形態のヘッドホン１に対し、ＦＢ方式によるノイズキャンセル動作を行うための構成を追加したヘッドホン３０とする場合を例示したが、上記により説明したＦＢ方式によるノイズキャンセル動作を行うための構成は、例えば第２の実施の形態のオーディオプレイヤ１２、第３の実施の形態のオーディオプレイヤ１６に対しても同様に適用することができる。
【００６４】
＜第６の実施の形態＞
第６の実施の形態は、第５の実施の形態と同様にＦＦ方式によるノイズキャンセルとＦＢ方式によるノイズキャンセルとを組み合わせるものとした上で、ＦＢ方式のノイズキャンセル系における信号特性βを、ＮＣモード時とモニタモード時とで切り替えるようにするものである。また、先の第４の実施の形態と同様に、信号特性を切り替えてＮＣ信号を生成するための構成を、ＤＳＰによるデジタル信号処理で実現するものである。
【００６５】
図１０は、第６の実施の形態としてのノイズキャンセリングシステム３５の構成を示している。図示するようにしてノイズキャンセリングシステム３５は、ヘッドホン３６とオーディオプレイヤ３７とを備えるものとなる。なお、この図においても既に説明済みの部分については同一符号を付して説明を省略する。
先ず、ヘッドホン３６は、先の図４などに示したヘッドホン１１に対し、ＦＢ方式に対応するマイクロフォン３１が追加的に設けられたものとなる。この場合もマイクロフォン３１としては装着部１Ａの内側において振動板と近接する位置に配置されるようにして設けられる。
【００６６】
また、オーディオプレイヤ３７は、先の図４に示したオーディオプレイヤ１２と同様にマイクアンプ４、ＦＦ方式ＮＣ信号生成部５、加算器６、モニタ信号生成部７、スイッチＳＷ、ドライブ回路８が備えられた上で、以下の点が変更される。
先ず、ヘッドホン３６に対し２つ設けられたマイクロフォン（３，３１）からのそれぞれの収音信号を入力するために、マイク入力端子Ｔminを２つ備える。この場合、ＦＦ方式に対応するマイクロフォン３からの収音信号を入力する端子はマイク入力端子Ｔmin1とし、ＦＢ方式に対応するマイクロフォン３１からの収音信号を入力する端子はマイク入力端子Ｔmin2とする。マイクロフォン３から上記マイク入力端子Ｔmin1を介して入力された収音信号は、オーディオプレイヤ３７内のマイクアンプ４に対して供給される。また、マイクロフォン３１から上記マイク入力端子Ｔmin2を介して入力された収音信号は、オーディオプレイヤ３７内のマイクアンプ３２に対して供給される。
なお、図示は省略したが、この場合もヘッドホン３６側には、実際には上記各マイク入力端子Ｔminと接続されるマイク出力端子が備えられるものとなる。また、図示するようにこの場合もマイクロフォン３１からの収音信号は上記マイクアンプ３２に−極性により入力されるようにしておく。
【００６７】
また、この場合のＦＦ方式ＮＣ信号生成部５では、信号特性αとして、信号特性α２が設定される。すなわち、この場合のＦＦ方式ノイズキャンセル動作によるＮＣ上限周波数は、１ｋHzとなるようにされる。
【００６８】
また、上記マイクアンプ３２によって増幅された収音信号に基づき、ＦＢ方式によるＮＣ信号を生成するための構成として、図示するＡ／Ｄ変換器３８、ＤＳＰ３９及びメモリ２７、Ｄ／Ａ変換器２６が備えられている。また、操作部１７にて行われたＮＣモード／モニタモードの切り替え操作に応じて、ＤＳＰ３９にＮＣモード／モニタモード指示を行う制御部４０が備えられる。この制御部４０は、上記ＮＣモード／モニタモードの切り替え操作に応じてスイッチＳＷのオン／オフ制御するという点を除いては、先の図７に示した制御部２２と同様となる。
【００６９】
ＤＳＰ３９は、上記Ａ／Ｄ変換器３８を介して入力されるマイクアンプ３２からの収音信号に対して、上記制御部４０からのＮＣモード／モニタモード指示に応じた信号特性βを与えることで、ＮＣモード時／モニタモード時でＮＣ上限周波数を異ならせるようにしてＦＢ方式のＮＣ信号を生成する。
この場合、ＤＳＰ３９は、ＮＣ上限周波数を１ｋHzとする信号特性β１と、ＮＣ上限周波数を３００Hzとする信号特性β２の何れかを収音信号に対して与えることが可能となるように、ハードウエアリソースが与えられている。つまり、信号特性β１／信号特性β２を可変的に与えることが可能なデジタルフィルタとしてのハードウエアリソースが与えられている。その上で、上記制御部４０からのＮＣモード指示に応じては上記信号特性β１を与え、モニタモード指示に応じては上記信号特性β２を与えるようにして、上記デジタルフィルタの係数を変更するようにプログラミングがなされている。
なお、この場合もプログラミングは、ＤＳＰ３９が読み出し可能なメモリ２７内にプログラムを格納することで行われる。この場合、メモリ２７内には、ＤＳＰ３９に次の図１１で説明する動作を行わせるＤＳＰプログラム２７ｂが格納されている。
【００７０】
図１１は、上記ＤＳＰ３９のデジタル信号処理で実現される動作をブロック化して模式的に示している。なお、この図では図１０に示されるＡ／Ｄ変換器２３、Ｄ／Ａ変換器２６も併せて示している。図１１（ａ）はＮＣモード指示信号が供給された場合、図１１（ｂ）はモニタモード指示信号が供給された場合を示している。
【００７１】
図１１（ａ）に示されるようにして、制御部４０からのＮＣモード指示信号が供給された場合は、Ａ／Ｄ変換器２３を介して入力されるデジタル信号による収音信号に対し、図中β１フィルタ３９ａとしてのデジタル信号処理を行う。すなわち、上述したデジタルフィルタを実現するためのハードウエアリソースを用いたデジタル信号処理によって、上記収音信号に対して信号特性β１を付与する。
このβ１フィルタ３９ａとしてのデジタル信号処理により信号特性β１が付与された上記収音信号（ＮＣ信号）は、Ｄ／Ａコンバータ２６に対して供給される。
【００７２】
また、図１１（ｂ）において、制御部４０からのモニタモード指示信号が供給された場合は、Ａ／Ｄ変換器２３を介して入力される収音信号に対し、図中β２フィルタ３９ｂにより、上述したデジタルフィルタを実現するためのハードウエアリソースを用いたデジタル信号処理によって信号特性β２を付与したＮＣ信号を生成する。そして、上記β２フィルタ３９ｂにより生成されたＮＣ信号はＤ／Ａコンバータ２６に対して供給される。
【００７３】
図１０において、上記ＤＳＰ３９により生成され、Ｄ／Ａ変換器２６にてアナログ信号に変換されたＮＣ信号は、加算器６に供給される。この場合の加算器６は、上記Ｄ／Ａ変換器２６より入力されたＦＢ方式によるＮＣ信号と、ＦＦ方式ＮＣ信号生成部５により生成されたＦＦ方式によるＮＣ信号と、さらにオーディオ信号とを加算し、その結果を加算信号としてドライブ回路８内の反転アンプ８ａに対して供給する。
【００７４】
上記構成によるノイズキャンセリングシステム３５によれば、ＮＣモード時には、ＦＦ方式ＮＣ信号生成部５により生成されたＮＣ信号（ＮＣ上限周波数＝１ｋHz）と、ＤＳＰ３９により生成されたＮＣ信号（ＮＣ上限周波数＝１ｋHz）とに基づくノイズキャンセル動作が行われることになる。そして、モニタモード時には、制御部４０によるスイッチＳＷの制御によりモニタ信号がドライブ回路８に対して出力されると共に、上述したＤＳＰ３９の動作によってＦＢ方式によるＮＣ信号についてそのＮＣ上限周波数が３００Hzに変更されてノイズキャンセル動作が行われることになる。
【００７５】
上記のようにして第６の実施の形態では、ＦＦ方式についてはＮＣモード・モニタモードの両モード時でＮＣ上限周波数は１ｋHzで変化させず、一方でＦＢ方式については、モニタモード時のＮＣ上限周波数を１ｋHzから３００Hzにシフトさせるようにしている。このような手法によれば、ＮＣモード時には、ＦＦ方式・ＦＢ方式の両方式によってＮＣ上限周波数を１ｋHzとしたＮＣ動作を併行して行うことができ、より大きなＮＣ効果を得ることができる。一方で、モニタモード時には、ＦＢ方式によるＮＣ上限周波数が音声帯域よりも低域側にシフトされることで、耳障りな低域ノイズをより多く低減することができる。
なお、ＦＦ方式については、モニタモード時のＮＣ上限周波数は１ｋHzのままとなるが、上述もしたようにＦＦ方式によるノイズ低減効果は比較的低めである点、及びモニタモード時にはモニタ信号成分の聴取上問題となる低域成分がより強固に低減されるという点より、この場合のモニタ信号成分の聴取は問題なく行うことができる。
或いは、ＦＦ方式側の信号特性αについては低域成分の除去のみとして割り切るものとし、ＮＣ上限周波数を３００Hzに設定することもできる。
【００７６】
＜第７の実施の形態＞
第７の実施の形態は、上記により説明した第６の実施の形態のノイズキャンセリングシステム３５の構成に基づいた上で、モニタモード時において、さらにＦＦ方式側の方もＮＣ上限周波数を１ｋHz→３００Hzに変更するものである。
そして、このようにＮＣ上限周波数を可変とする（つまり信号特性αを可変とする）ことに対応させて、ＦＦ方式側のＮＣ信号生成系の動作もＤＳＰによるデジタル信号処理で実現するように構成する。さらには、モニタ信号の生成系についてもＤＳＰによるデジタル信号処理で実現する。
【００７７】
図１２は、第７の実施の形態としてのノイズキャンセリングシステム４１の構成を示している。なお、この図においても既に説明済みの部分については同一符号を付して説明を省略する。
図示するようにして第７の実施の形態のノイズキャンセリングシステム４１は、先の図１０に示したものと同様にＦＦ方式に対応するマイクロフォン３及びＦＢ方式に対応するマイクロフォン３１が備えられたヘッドホン３６を備えると共に、オーディオプレイヤ４２を備えている。
オーディオプレイヤ４２は、先の図７に示したオーディオプレイヤ２１と同様にマイクアンプ４、Ａ／Ｄ変換器２３、Ｄ／Ａ変換器２６、ドライブ回路８、操作部１７、制御部２２を備えている。このオーディオプレイヤ４２においては、先の第６の実施の形態の場合と同様にヘッドホン３６におけるマイクロフォン３からの収音信号がマイク入力端子Ｔmin1を介して上記マイクアンプ４に対して入力されるようになっている。そして、当該マイクアンプ４にて増幅された収音信号は、上記Ａ／Ｄ変換器２３を介してＤＳＰ４３に入力される。
また、ヘッドホン３６におけるマイクロフォン３１からの収音信号についても、先の第６の実施の形態と同様にマイク入力端子Ｔmin2を介してマイクアンプ３２に対して入力され、当該マイクアンプ３２にて増幅された収音信号が、Ａ／Ｄ変換器３８を介してＤＳＰ４３に対して入力される。
【００７８】
ＤＳＰ４３は、例えば先の図８などで説明した信号特性付与のためのデジタルフィルタ、モニタ信号生成のためのデジタルフィルタを実現するためのハードウエアリソース、及びモニタ信号の極性反転のためのハードウエアリソース、さらにＮＣ信号とモニタ信号を加算するためのハードウエアリソースが与えられている。そして、これらのハードウエアリソースを用いて、次の図１３に示されるような動作が行われるようにしてプログラミングがなされている。この場合のＤＳＰ４３に対してもメモリ２７が備えられ、当該メモリ２７内に格納されるＤＳＰプログラム２７ｃに従ってＤＳＰ４３が動作することで、図１３に示される各動作が実現される。
【００７９】
先ず、図１３（ａ）に示されるようにして、制御部２２からのＮＣモード指示に応じては、Ａ／Ｄ変換器２３を介して入力される収音信号に対し、先に説明したα１フィルタ２４ａとしてのデジタル信号処理によって信号特性α１を付与することでＦＦ方式によるＮＣ信号を生成し、且つ上記Ａ／Ｄ変換器３８を介して入力される収音信号に対し先の図１２にて説明したβ１フィルタ３９ａとしてのデジタル信号処理により信号特性β１を付与することでＦＢ方式によるＮＣ信号を生成すると共に、これらＦＦ方式によるＮＣ信号と、ＦＢ方式によるＮＣ信号と、さらにＡ／Ｄ変換器２５を介して入力されるオーディオ信号とを、加算器４３ａとしてのデジタル信号処理によって加算する。加算器４３ａとしてのデジタル信号処理による加算結果はＤ／Ａ変換器２６に対して供給される。
【００８０】
また、図１３（ｂ）において、上記制御部２２からモニタモード指示に応じては、Ａ／Ｄ変換器２３を介して入力される収音信号に対し、α２フィルタ２４ｃとしてのデジタル信号処理によって信号特性α２を付与したＦＦ方式によるＮＣ信号を生成し、且つ上記Ａ／Ｄ変換器３８を介して入力される収音信号に対してβ２フィルタ３９ｂとしてのデジタル信号処理によって信号特性β２を付与したＦＢ方式によるＮＣ信号を生成する。
さらに、上記Ａ／Ｄ変換器２３を介して入力された収音信号に対しては、モニタ信号生成部２４ｄとしてのデジタル信号処理を行ってモニタ信号を生成し、当該モニタ信号生成部２４ｄにより生成されたモニタ信号を、極性反転部２４ｅとしてのデジタル信号処理によって極性反転させる。
そして、図中加算器４３ｂとしてのデジタル信号処理により、上記α２フィルタ２４ｃにより生成したＮＣ信号と、上記β２フィルタ３９ｂにより生成したＮＣ信号と、上記極性反転部２４ｄにより生成されたモニタ信号と、さらにＡ／Ｄ変換器２５を介して入力されるオーディオ信号とを加算する。この加算器４３ｂによる加算結果としてもＤ／Ａ変換器２６に対して供給される。
【００８１】
上記構成による第７の実施の形態としてのノイズキャンセリングシステム４１によれば、モニタモード時にはＦＦ方式側においてもＮＣ上限周波数が３００Hzに下げられることになり、これによってＮＣモード時の強固なＮＣ効果を維持しつつ、モニタモード時にはモニタ信号成分がより聴取され易くなるようにすることができる。
【００８２】
＜変形例＞
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明としてはこれまでに説明した具体例に限定されるべきものではない。
例えば各実施の形態では、ドライブ回路８として、いわゆるＢＴＬ接続により振動板を駆動する場合の構成を例示したが、これに代えて通常のシングルエンド接続により駆動する構成とすることもできる。
図１４は、シングルエンド接続とする場合に対応する信号処理装置の構成を示している。この図において、マイクロフォン（３、３１）と振動板ユニット２とを除く部分が、信号処理装置の構成と考えればよい。すなわち、これらマイクロフォンと振動板ユニットとを備えるヘッドホン装置に対し信号処理装置を一体的に組み込むものとするか、或いはヘッドホン装置としては上記マイクロフォンと振動板ユニットのみを備えるものとし、信号処理装置をオーディオプレイヤ側に組み込むものとするかは適宜変更可能なものである。
図１４（ａ）は、ＦＦ方式によるＮＣ動作のみを行うとした場合の構成、図１４（ｂ）はＦＦ方式によるＮＣ動作とＦＢ方式によるＮＣ動作の双方を行う場合の構成を示している。
【００８３】
図１４（ａ）において、この場合もマイクロフォン３からマイクアンプ４を介して入力される収音信号は、先の図１の構成と同様にＦＦ方式ＮＣ信号生成部５とモニタ信号生成部７とに分岐して供給される。この場合もマイクロフォン３からの収音信号については−極性入力する。
ＦＦ方式ＮＣ信号生成部５にて生成されたＮＣ信号は、加算器６に供給され、ここでオーディオ信号と加算される。一方、モニタ信号生成部７で生成されたモニタ信号は、反転回路４５に供給され、ここで極性が反転された後、スイッチＳＷを介して上記加算器６に供給される。
ここで、シングルエンド接続の場合、上記加算器６による加算信号を入力してドライブ信号を生成するドライブ回路としては、図示するように非反転アンプ４６を備えるものとなる。従って、この場合のドライブ回路では、ＢＴＬ接続とする場合のようにモニタ信号の極性を反転する部位が形成されないので、上記のようにしてモニタ信号について極性反転を行うための（つまり正相に戻すための）反転回路４５を設けることになる。
【００８４】
また、図１４（ｂ）では、マイクロフォン３１が追加され、当該マイクロフォン３１からの収音信号（この場合も−極性入力）がマイクアンプ３２を介してＦＢ方式ＮＣ信号生成部３３に入力され、当該ＦＢ方式ＮＣ信号生成部３３にて生成されたＮＣ信号が、加算器６に対して供給される。それ以外の構成は、図１４（ａ）の場合と同様となる。
【００８５】
なお、スイッチＳＷについては、図１の場合のように操作子９の操作と連動してオン／オフさせる構成とするか、或いは図５などの場合のように制御部の制御に基づきオン／オフさせる構成とするかは適宜選択すればよい。
また、図１４では各部をアナログ回路により構成する場合を例示したが、図中一点鎖線により囲う部分の一部または全部の動作を、ＤＳＰによるデジタル信号処理で実現するように構成することもできる。また、この場合もＦＦ方式によるＮＣ信号の生成、ＦＢ方式によるＮＣ信号の生成を行うにあたっては、ＮＣモード／モニタモードの切り替えに応じ信号特性を変更するように構成することもできる。
【００８６】
また、これまでの説明では、ＮＣモードとモニタモードの切り替えを可能とする場合を例示したが、例えば次の図１５に示されるようにして、常時、モニタモードとしての動作が行われるように構成することもできる。つまり、図１５に示されるヘッドホン５０のように、例えば図１に示す構成からスイッチＳＷを省略した構成とすればよい。
このようにして、少なくともモニタモードとしての動作が得られるように構成することで、聴取者に対しては、ＮＣ機能をオンとさせつつモニタ信号に基づく外部音声の聴取を行わせることができる。つまり、この場合としてもモニタモード時においてＮＣ機能をオンとしておくことができることに変わりはなく、これにより、従来のようにモニタモード時に不要な外部ノイズが混入した状態でユーザにオーディオコンテンツを聴取させてしまうことを効果的に防止することができる。
また、このようにモニタモード時においてもＮＣ機能がオンとなるようにされることで、従来のようにモニタモード時にＮＣ機能がオフとされてしまい、聴取されるべきモニタ用信号の成分が他の外部ノイズによってかき消されてしまうといったことを効果的に防止することができる。
なお、この場合もヘッドホン装置側には振動板ユニットとマイクロフォンのみを備えるものとし、他の部分をオーディオプレイヤ側に備えるようにすることもできる。
また、このように常時モニタモードとしての動作が行われるようにする構成を、ＤＳＰによるデジタル信号処理で実現することもできる。その場合のＤＳＰとしては、マイクアンプ４からの収音信号に基づきＮＣ信号とモニタ信号を生成すると共に、入力されるオーディオ信号と、上記ＮＣ信号とモニタ信号とを加算して出力するようにプログラミングされればよい。また、この場合もＦＦ方式のみでなく、ＦＢ方式によるノイズキャンセルも併せて行うようにすることもできる。
【００８７】
また、これまでの説明では、モニタ信号生成部７においてゲイン回路７ｂを設け、モニタ信号を増幅させるものとしたが、このようにモニタ信号を増幅させておくことで、ＢＴＬ接続に対応する構成とした場合における、オーディオ信号側に対するモニタ信号側の音量低下の防止を図ることができる。つまり、例えば図１に示されるＢＴＬ接続に対応する構成によれば、モニタ信号は反転アンプ８ｂ側にのみ入力され、振動板ユニット２の片側の端子に対してしか印加されないものとなる。これに対し、オーディオ信号（及びＮＣ信号）側は振動板ユニット２の両端子に印加されるので、この点でモニタ信号の音量低下が生じる。このため、各実施の形態で例示したようにゲイン回路７ｂによりモニタ信号を増幅しておくことで、このような音量低下の防止が図られる。
また、シングルエンド接続時においても、このようにモニタ信号を増幅しておくものとすれば、その分モニタ信号の音量を上げることができるので、モニタ信号成分がより聴取され易くなるようにできる。
なお、特にシングルエンド接続とする場合など、特にモニタ信号を強調する必要性に乏しい場合などには、敢えてゲイン回路７ｂを設けること（或いはゲイン回路７ｂに対応したＤＳＰによる増幅のためのデジタル信号処理の追加）は不要とすることができる。
【００８８】
また、これまでの説明では、ＮＣモード時に対応して設定する信号特性α１・信号特性β１によるＮＣ上限周波数を１ｋHzとする場合を例示したが、これはあくまで一例を示したものに過ぎず、信号特性α１・信号特性β１によるＮＣ上限周波数としては、少なくともオーディオ信号成分の聴取上妨げとなる周波数帯域を低減できるようにして設定されたものであればよい。
また、同様に、モニタモード時に対応して設定する信号特性α２・信号特性β２によるＮＣ上限周波数は３００Hzとする場合を例示したが、これら信号特性α２・信号特性β２によるＮＣ上限周波数としては、少なくとも音声帯域成分の聴取の妨げとなるとされる低域のノイズ成分を低減できるようにして設定されたものであればよい。
【００８９】
また、これまでの説明では、本発明の信号処理装置が、ヘッドホン単体、或いはヘッドホンと当該ヘッドホンと有線接続されるオーディオプレイヤとを備えて構成されたノイズキャンセリングシステムに適用される場合を例示したが、いわゆるヘッドセットなどにも本発明の信号処理装置を適用することができる。つまり、上記ヘッドセットとして、例えば無線により外部のオーディオプレイヤ（例えばオーディオ再生機能付きの携帯電話機など）からの再生オーディオ信号を受信し、当該受信したオーディオ信号に基づき、有線接続されたヘッドホンの振動板を駆動するように構成された装置に対しても適用可能である。この場合、ヘッドホンには振動板ユニットとマイクロフォンを備え、上記ヘッドセット側に本発明の信号処理装置としての構成を与えるものとすればよい。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の第１の実施の形態としての信号処理装置を備えたヘッドホンの内部構成を示したブロック図である。
【図２】ヘッドホンに設けられる装着部とマイクロフォンの配置位置との関係を模式的に示した図である。
【図３】第１の実施の形態の信号処理装置で生成されるノイズキャンセル（ＮＣ）信号によるノイズ低減特性を示した図である。
【図４】第２の実施の形態としての信号処理装置を備えたノイズキャンセリングシステムの内部構成を示したブロック図である。
【図５】第３の実施の形態としての信号処理装置を備えたノイズキャンセリングシステムの内部構成を示したブロック図である。
【図６】第３の実施の形態の信号処理装置としての動作を実現するために実行されるべき処理動作を示したフローチャートである。
【図７】第４の実施の形態としての信号処理装置を備えたノイズキャンセリングシステムの内部構成を示したブロック図である。
【図８】第４の実施の形態の信号処理装置が備えるＤＳＰにより行われる動作を模式的に示した図である。
【図９】第５の実施の形態としての信号処理装置を備えたヘッドホンの内部構成を示したブロック図である。
【図１０】第６の実施の形態としての信号処理装置を備えたノイズキャンセリングシステムの内部構成を示したブロック図である。
【図１１】第６の実施の形態の信号処理装置が備えるＤＳＰにより行われる動作を模式的に示した図である。
【図１２】第７の実施の形態としての信号処理装置を備えたノイズキャンセリングシステムの内部構成を示したブロック図である。
【図１３】第７の実施の形態の信号処理装置が備えるＤＳＰにより行われる動作を模式的に示した図である。
【図１４】シングルエンド接続とする場合に対応する変形例としての信号処理装置の構成を示したブロック図である。
【図１５】常時モニタモードとする場合に対応する変形例としての信号処理装置の構成を示したブロック図である。
【符号の説明】
【００９１】
１,１１,３０,３６,５０  ヘッドホン、１Ａ  装着部、２  振動板ユニット、３,３１  マイクロフォン、４,３２  マイクアンプ、５,１９  ＦＦ方式ＮＣ信号生成部、６  加算器、７  モニタ信号生成部、７ａ  ＨＰＦ、７ｂ  ゲイン回路、８  ドライブ回路、８ａ,８ｂ  反転アンプ、９  操作子、１０,１５,２０,３５,４１  ノイズキャンセリングシステム、１２,１６,２１,３７,４２  オーディオプレイヤ、１７  操作部、１８,２２,４０  制御部、２３,２５,３８  Ａ／Ｄ変換器、２４,３９,４３  ＤＳＰ、２４ａ  α１フィルタ、２４ｃ  α２フィルタ、２４ｄ  モニタ信号生成部、２４ｅ  極性反転部、２６  Ｄ／Ａ変換器、３３  ＦＢ方式ＮＣ信号生成部、３９ａ  β１フィルタ、３９ｂ  β２フィルタ、４５  反転回路、４６  非反転アンプ、ＳＷ  スイッチ
【図１】
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【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0005034730.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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