(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
楽音信号によって駆動される楽音用スピーカユニットと、周辺の騒音を検出して騒音信号を出力するマイクロホンと、上記騒音信号に基づいて生成されるノイズキャンセル信号によって駆動されてキャンセル音を出力するノイズキャンセル用スピーカユニットと、上記楽音用スピーカユニットと上記ノイズキャンセル用スピーカユニットとが設けられているハウジングと、を備えているヘッドホンであって、
上記ハウジングは、
上記楽音用スピーカユニットの前面側音響空間と上記ノイズキャンセル用スピーカユニットの前面側音響空間を連通する第１音孔と、
上記楽音用スピーカユニットの前面側音響空間と上記ハウジングの外部空間とを連通する第２音孔と、を有し、
上記第２音孔を介して上記楽音用スピーカユニットの前面側音響空間に侵入する騒音は、上記楽音用スピーカユニットの前面側音響空間において上記キャンセル音と音響的に結合されて相殺される、ことを特徴とするヘッドホン。
【請求項２】
楽音信号によって駆動される楽音用スピーカユニットと、周辺の騒音を検出して騒音信号を出力するマイクロホンと、上記騒音信号に基づいて生成されるノイズキャンセル信号によって駆動されてキャンセル音を出力するノイズキャンセル用スピーカユニットと、上記楽音用スピーカユニットと上記ノイズキャンセル用スピーカユニットとが設けられているハウジングと、を備えているヘッドホンであって、
上記楽音用スピーカユニットの前面側音響空間と上記ノイズキャンセル用スピーカユニットの前面側音響空間を連通する第１音孔と、
上記楽音用スピーカユニットの前面側音響空間と上記ハウジングの外部空間とを連通する第２音孔と、を有し、
上記第２音孔を介して上記楽音用スピーカユニットの前面側音響空間に侵入する騒音は、
上記キャンセル音によって上記第１音孔を介して上記ノイズキャンセル用スピーカユニットの前面側音響空間に引き込まれて低減される、ことを特徴とするヘッドホン。
【請求項３】
上記第１音孔には第１音響抵抗体が配置され、上記第１音響抵抗体の抵抗値により上記キャンセル音のレベルを調整できる、請求項１または２に記載のヘッドホン。
【請求項４】
上記第２音孔には第２音響抵抗体が配置され、上記第２音響抵抗体の抵抗値により上記騒音のレベルを調整できる、請求項１乃至３のいずれかに記載のヘッドホン。
【請求項５】
上記楽音用スピーカユニットはバッフル板に固着され、上記ノイズキャンセル用スピーカユニットは上記バッフル板に固着されたハウジングに固着されている請求項１乃至４のいずれかに記載のヘッドホン。
【請求項６】
上記ノイズキャンセル信号を生成する増幅器を備え、この増幅器のゲインは調整可能である請求項１乃至５のいずれかに記載のヘッドホン。
【請求項７】
上記ノイズキャンセル信号は、上記騒音信号の逆相である請求項１乃至６のいずれかに記載のヘッドホン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部の騒音を低減することができるヘッドホンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯型音楽プレーヤの普及に伴い、個人的に楽音を聴くためのヘッドホンも広く普及している。携帯型音楽プレーヤは騒音レベルの高い街中や、電車、バスなどの乗り物の中で使用されることが多く、プレーヤを再生される楽音とともに外部騒音もヘッドホンを通して聞こえる。騒音の中で楽音を聴くと、楽音が外部騒音でかき消されることがあるため、ユーザーは音量を上げて楽音を聴こうとし、音量を上げすぎてヘッドホンから外部に音が漏れ、周囲の人たちに不愉快な思いをさせることがある。また、ヘッドホンで高品質の楽音が再生されても、外部から進入する騒音が楽音に影響を与え、ユーザーが聴くことができる再生音の品質を低下させることもある。
【０００３】
そこで、外部から進入してくる騒音を打ち消し、ユーザーの耳には楽音のみが聴こえるようにしたノイズキャンセル方式のヘッドホンが普及しつつある。ノイズキャンセル方式のヘッドホンの原理は、ヘッドホンに進入してくる騒音をマイクロホンで検知し、検知した騒音信号と逆位相のキャンセルノイズを発生させ、キャンセルノイズで騒音を打ち消すものである。一般的なノイズキャンセル方式のヘッドホンは一つのスピーカ、したがって一つのボイスコイルを備えている。マイクロホンで集音し電気信号に変換した騒音信号をさらにフィルターや遅延回路に通すことによって、騒音信号とは逆位相のノイズキャンセル信号を生成し、このノイズキャンセル信号と目的の楽音信号を合成（加算）したあと電力増幅し、上記一つのスピーカの一つのボイスコイルを入力するようになっている。
【０００４】
スピーカから出力される音声は、ノイズキャンセル信号と楽音信号の合成信号が音声に変換されたものであり、ノイズキャンセル信号が変換された音声はヘッドホンに進入する外部騒音を打ち消し、ユーザーの耳に入る音声は楽音信号が変換された音声のみとなる。
あるいは、ノイズキャンセル信号と楽音信号を個別に電力増幅したあと、上記一つのボイスコイル直前でノイズキャンセル信号と楽音信号を合成する方法もある。しかし、二つの電力増幅器がボイスコイルに直列あるいは並列に接続されることになるため、二つの電力増幅器が互いに負荷になるなどの不具合がある。
【０００５】
図４は従来のノイズキャンセル方式ヘッドホンの例を示す。図４において、有底の筒型のヘッドホンハウジング１の開口端にはフランジ部材（バッフル板ともいう）２が結合されていて、フランジ部材２の外側（図４において左側）の面にはヘッドパッド３が固着されている。ユーザーがこのヘッドホンを使用するとき、ヘッドパッド３の外端面がユーザーの頭部側面に当たり、ヘッドパッド３で囲まれる空間内にユーザーの耳１３が位置するようになっている。フランジ部材２は中心に窓孔を有していてリング状に形成され、フランジ部材２の内方の面には上記窓穴を塞ぐようにしてヘッドホンユニット５が固定されている。ヘッドホンユニット５は、扁平なシャーレ状のベース６と、ベース６の内底部に嵌め込まれたベース６より小径でより扁平なシャーレ状のヨーク７と、ヨーク７の内底部中心に固着された扁平なマグネット８と、マグネット８の端面に固着された板状のポールピース９と、円筒状に巻き回されたボイスコイル１０と、ドーム状の振動板１２と、を有してなる。
【０００６】
シャーレ状のヨーク７の開放側端面とポールピース９の端面とはほぼ同一面にあり、かつ、ポールピース９の外周面とヨーク７の開放端側内周面との間にはリング状の隙間が生じていて、この隙間内に上記ボイスコイル１０が進入している。上記リング状の隙間にはマグネット８を源とする磁界が形成され、この磁界の中にボイスコイル１０が存在している。上記振動板１２は中心部のドーム部を囲んで断面アーチ形のエッジ部が形成され、エッジ部の外周がベース６に固着されて、振動板１２が前後方向に振動可能に支持されている。振動板１２の上記中心ドーム部とエッジ部の境界にボイスコイル１０の一端が固着され、ボイスコイル１０はヨーク７にもポールピース９にも接触しないように支持されている。外部のプレーヤの電力増幅器（ドライバ）からボイスコイル１０に楽音信号が入力され、ボイスコイル１０が各音信号に従って前後に駆動され、これに伴い振動板１２が振動することにより振動板１２から音声が発せられる。この音声は、フランジ部材２の中心窓孔を通して、ヘッドパッド３で囲まれているユーザーの耳１３に達する。
【０００７】
以上の説明は一般的なヘッドホンの説明で、ノイズキャンセル方式ヘッドホンには、上記の構成に、周辺の雑音を検出するマイクロホンと、このマイクロホンで検出された騒音の逆位相のノイズキャンセル信号を生成する回路、生成したノイズキャンセル信号を楽音信号と合成（加算）してボイスコイル１０に入力する合成回路などの信号処理回路が付加される。マイクロホンの位置や信号処理回路の構成には各種の工夫が施されている。図４において、Ｍ１〜Ｍ４は騒音検出用マイクロホンの配置位置の各種の例を示す。Ｍ１はヘッドホン内部に配置した例で、振動板１２の直前の空間に外側を向けて配置した例である。Ｍ２〜Ｍ４はヘッドホンの外側に配置した例で、Ｍ２はフランジ部材２の上部に、Ｍ３はフランジ部材２の下部に、Ｍ４はハウジング１の外側面に配置した例である。
【０００８】
ノイズキャンセル方式ヘッドホンにおいて、より効果的に外部騒音をキャンセルするために各種の工夫がなされている。例えば、特許文献１記載のヘッドホンは、比較的一定の周波数応答を有しながら雑音を低減するために、ダイヤフラム（スピーカの振動板）と外耳道との間に小さな空洞を設け、その空洞に、ダイヤフラムに近接してマイクロホンを配置し、ヘッドホンによって再生される入力電気信号に、上記マイクロホンの出力に基づくフィードバック信号を結合し、その結合信号を電力増幅しダイヤフラムを駆動するように構成されている。図４に示す従来例において、符号Ｍ１で示す位置にマイクロホンを配置した例である。
【０００９】
特許文献２には、雑音キャンセル効果を高めるために、外耳付近の合成音をマイクロホンで収音してこの合成音を位相反転し、この位相反転した音声信号と音源からの楽音信号を第１の加算回路で加算し、この加算結果に音源からの楽音信号を第２の加算回路で加算し、この加算結果を増幅してスピーカから外耳道付近に出力するように構成したアクティブノイズイレーサに関する発明が記載されている。
特許文献１、２記載の発明も、ノイズキャンセル方式ヘッドホンの性能向上を目指したものであるが、後述の本願発明の目的を達成することはできない。また、技術思想も異なる。
【００１０】
本発明に関連のある公知の発明として、アクティブノイズを低減するアクティブノイズ低減信号処理経路と、トークスルー機能を提供するトークスルー信号処理経路と、アクティブノイズ低減信号処理経路およびトークスルー信号処理経路の一方または両方を使用不可にするためのスイッチング素子を備えた、ノイズ低減ヘッドセットが提案されている（特許文献３参照）。この特許文献３を参照すると、上記スイッチング素子は、スイッチング素子に供給される電源がノイズ低減信号経路を動作させるには不十分であるとき、ノイズ低減信号経路を使用不可にする旨の記載がある。この点で、後述の本願発明の作用効果の一部と関連するが、課題の解決手段が本願出願とは全く異なる。
【００１１】
【特許文献１】特開平６−３４３１９５号公報
【特許文献２】特開平９−５４５９２号公報
【特許文献３】特開２００６−１４３０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、前記従来のノイズキャンセルヘッドホンの問題点を解消することを目的とする。すなわち、従来のノイズキャンセルヘッドホンは騒音をキャンセルするための信号と楽音信号が電気的に合成されて結合し、信号処理回路を通過するため、楽音信号がノイズキャンセル信号の影響を受けて音質が劣化する。または、はなはだしい場合は、ノイズキャンセル動作をさせた場合と、動作させない場合とで音質差が発生し、ユーザーに違和感を与えるという不具合がある。
【００１３】
本発明は、ヘッドホン内部において、楽音とキャンセル音と外部騒音とを音響空間にて音響的に結合することによって、磁気的結合、静電的結合を含む電気的な結合関係をほとんど無くしながらノイズをキャンセルするという発想である。それによりノイズキャンセル信号が楽音信号に与える影響をなくし、ノイズキャンセル信号の電力増幅回路と楽音信号の電力増幅回路が互いに抵抗となることがなく、加えて音質の良好なノイズキャンセル方式のヘッドホンを提供することを目的とする。また、ノイズキャンセル回路が動作しなくても、ノイズキャンセル機能のない一般のヘッドホンと同様に楽音信号に基づく再生音を聴くことができるヘッドホンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、楽音信号によって駆動される楽音用スピーカユニットと、周辺の騒音を検出して騒音信号を出力するマイクロホンと、上記騒音信号に基づいて生成されるノイズキャンセル信号によって駆動されてキャンセル音を出力するノイズキャンセル用スピーカユニットと、上記楽音用スピーカユニットと上記ノイズキャンセル用スピーカユニットとが設けられているハウジングと、を備えているヘッドホンであって、上記ハウジングは、上記楽音用スピーカユニットの前面側音響空間と上記ノイズキャンセル用スピーカユニットの前面側音響空間を連通する第１音孔と、上記楽音用スピーカユニットの前面側音響空間と上記ハウジングの外部空間とを連通する第２音孔と、を有し、上記第２音孔を介して上記楽音用スピーカユニットの前面側音響空間に侵入する騒音は、上記楽音用スピーカユニットの前面側音響空間において上記キャンセル音と音響的に結合されて相殺される、ことを最も主要な特徴とするヘッドホンである。
【発明の効果】
【００１５】
楽音用スピーカユニットは音楽プレーヤなどの音源から入力される楽音のみを再生する。ノイズキャンセル用スピーカユニットは、周辺の騒音を検出するマイクロホンで検出される騒音信号に基づいて生成されるノイズキャンセル信号が入力され、キャンセル音を出力する。外部からの騒音と上記キャンセル音が、ヘッドホン内部の空間において音響的に結合し相殺しあうことにより、外部からの騒音の低減を実現している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。図１はヘッドホンの断面図であり、符号２１はヘッドホン本体を示している。ヘッドホン本体２１はハウジング２２を有しており、ハウジング２２は有底円筒形状である。ハウジング２２内の底部（図１ではハウジング２２内の右側）に後面音響空間２４を設けて、ノイズキャンセル用スピーカユニット２５がハウジング２２の中心軸線上に固着されている。ハウジング２２内の前部（図１ではハウジング２２内の左側）であり、かつ、ノイズキャンセル用スピーカユニット２５の前側（図１ではハウジング２２内の左側）において、ノイズキャンセル用スピーカユニットの前面音響空間２６を設けて、楽音用スピーカユニット２７が、ハウジング２２の中心軸線上において、バッフル板２３に固着されている。楽音用スピーカユニット２７は、バッフル板２３に一体に結合された有底円筒状のハウジング３８を有し、このハウジング３８の背面側、したがって楽音用スピーカユニット２７の背面側には後面音響空間３０が設けられている。上記ハウジング３８は、その背面側のノイズキャンセル用の前面音響空間２６と上記楽音用スピーカユニット２７の後面音響空間３０とを間仕切りしている。楽音用スピーカユニット２７の前面には前面音響空間３１がある。この前面音響空間３１の周囲を囲むようにヘッドパッド２８がバッフル板２３に取り付けられている。ヘッドホン本体をユーザーが装着した際に、ヘッドパッド２８の外端面がユーザーの頭部側面に当たり、ユーザーの耳が前面音響空間３１内に位置するようになっている。
【００１７】
バッフル板２３は円形状で中心には貫通孔が形成されており、これを囲むように周方向に複数の貫通孔３３が等間隔で形成されており、さらにその外側の周方向に複数の貫通孔３４が等間隔で形成されている。バッフル板２３には、貫通孔３３の背面方向を塞ぐ位置に音響抵抗体２９と、貫通孔３４の背面方向を塞ぐ音響抵抗体３２が貼り付けられている。バッフル板２３の中心にある貫通孔の後端部には中心方向に向かって内向きフランジ状の突堤４５が形成されている。楽音用スピーカユニット２７はユニットフレーム３９に以下のように各部材が組み込まれることによって構成されている。ユニットフレーム３９は円形状で、中心には貫通孔が形成され、この貫通孔の後面方向に一体に延びた円筒部を備えており、ユニットフレーム３９の外周前縁に沿って突堤を備えている。ユニットフレーム３９には中心の貫通孔を囲むように、周方向に複数の貫通孔４１が等間隔で形成されている。上記貫通孔４１の背面側には、貫通孔を塞ぐ位置に音響抵抗体４３が貼り付けてある。バッフル板２３の中心貫通孔に、ユニットフレーム３９が嵌り、上記バッフル板２３の中心方向に向いた上記突堤４５にユニットフレーム３９が固着され、ユニットフレーム３９がバッフル板２３に支持されている。
【００１８】
ユニットフレーム３９の上記円筒部にヨーク７が嵌合されて固定されている。ヨーク７は、永久磁石８、ポールピース９と共に磁気回路を構成している。ヨーク７は有底円筒形で、その内側の底面には扁平な円柱形の磁石８が設置されており、その上に円柱形状のポールピース９が設置されている。ヨーク７の内周面とポールピース９の外周面との間には円形の磁気ギャップが形成されている。ユニットフレーム３９の前面側には振動板１２が配置されている。振動板１２は円形状で中心がドーム状になっており、それを囲むように、半径方向に断面アーチ型のエッジ部が形成されており、エッジ部の外周がユニットフレーム３９の前面外周縁部に固着されている。振動板１２には中心のドーム部とエッジ部の境界にボイスコイル１０の一端が接着されている。ボイスコイル１０は上記磁気ギャップ内に配置され、ボイスコイル１０が振動板１２と共に前後方向に振動しても、ボイスコイル１０がヨーク７とポールピース９に接触しないように設計されている。プロテクター１１は振動板１２とほぼ同じ形状をしており、また、複数の孔が形成され、振動板１２の前面に、振動板１２との間に空間を保って振動板１２を覆う位置で、プロテクター１１の外周縁部が上記ユニットフレーム３９外周前縁部に接着されている。プロテクター１１の外周縁部は、振動板１２の外周縁部を押さえ込んでユニットフレーム３９の外周前縁部に接着されると共に、ユニットフレーム３９の外周前縁部に形成されている前記突堤の内周側に嵌っている。
【００１９】
ノイズキャンセル用スピーカユニット２５の構成は、上記楽音用スピーカユニット２７と略同様の構成である。ノイズキャンセル用スピーカユニット２５は、楽音用スピーカユニット２７の背面側のハウジング３８を覆うようにして、ハウジング２２の内底部近傍にて中心方向に向かって伸びた内向きフランジ４２によって、外周部が固着されている。ノイズキャンセル用スピーカユニット２５は、そのユニットフレーム４０に以下のように各部材が組み込まれることによって構成されている。ユニットフレーム４０は円形状で中心には貫通孔が形成され、この貫通孔の後面方向に一体に延びた円筒部を備えており、ユニットフレーム４０の前面側外周縁部に、前面方向に突出した突堤を備えている。ユニットフレーム４０には、周方向に複数の貫通孔５８が等間隔で形成されている。上記貫通孔５８の背面側には、貫通孔を塞ぐ位置に音響抵抗６０が貼り付けてある。
【００２０】
上記ユニットフレーム４０の円筒部にヨーク４６が嵌合されて固定されている。ヨーク４６は、永久磁石４８、ポールピース４６と共に磁気回路を構成している。ヨーク４６は有底円筒形で、その内側の底面には扁平な円柱形の磁石４８が設置されており、その上に円柱形状のポールピース５０が設置されている。ヨーク４６の内周面とポールピース５０の外周面との間には円形の磁気ギャップが形成されている。ユニットフレーム４０の前面側には振動板５２が配置されている。振動板５４は円形状で中心がドーム状になっており、それを囲むように、半径方向に断面アーチ型のエッジ部が形成されており、エッジ部の外周がユニットフレーム４０の前面外周縁部に固着されている。振動板５４には中心のドーム部とエッジ部の境界にボイスコイル５２の一端が接着されている。ボイスコイル５２は上記磁気ギャップ内に配置され、ボイスコイル５２が振動板５４と共に前後方向に振動しても、ボイスコイル５２がヨーク４６とポールピース５０に接触しないように設計されている。プロテクター５６は振動板５４とほぼ同じ形状をしており、また、複数の孔が形成され、振動板５２の前側に、振動板５２との間に空間を保って振動板５２を覆う位置で、プロテクター５６の外周縁部が上記ユニットフレーム４０外周前縁部に接着されている。プロテクター５６の外周縁部は、振動板５４の外周縁部を押さえ込んでユニットフレーム４０の外周前縁部に接着されると共に、ユニットフレーム４０の外周前縁部に形成されている前記突堤の内周側に嵌っている。
【００２１】
このヘッドホンは、周辺の騒音を検出するマイクロホン７０を備えている。マイクロホン７０の設置位置は任意で、外部騒音を検出することができる位置であれば、ハウジング２２の外側であっても、ヘッドホンの内部空間であってもよい。マイクロホン７０で電気信号に変換された騒音信号は、増幅器７１で増幅され、ノイズキャンセル用スピーカユニット２５のボイスコイル５２に入力されるように構成されている。
【００２２】
図示されない音楽プレーヤなどから出力された楽音信号は増幅器に入力されて入力信号を増幅し、また信号レベルを調節して出力する。この楽音信号は楽音用スピーカユニット２７のボイスコイル１０に入力され、ボイスコイル１０に流れる電流と前記磁気ギャップ内の磁束とによって発生する電磁力によって振動板１２を振動させ、楽音信号が音波に変換されて出力される。楽音用スピーカユニット２７は楽音信号のみ処理するため、例えば、ノイズキャンセル用スピーカユニット２５が何らかの原因で故障して機能しなくなった場合でも、楽音用スピーカユニット２７さえ正常に機能すれば通常の楽音として聴くことが可能である。
【００２３】
一方、ノイズキャンセル用スピーカユニット２５は以下のように動作する。マイクロホン７０が外部騒音を騒音信号に変換し、騒音信号を増幅器７１が増幅し、また騒音信号レベルを調整する。さらに、騒音信号を逆位相にすることでノイズキャンセル信号として、ノイズキャンセル用スピーカユニット２５のボイスコイル５２に入力する。ボイスコイル２５に流れる電流とボイスコイル５２が配置されている磁気ギャップ内の磁束とによる電磁力で振動板５４が駆動されキャンセル音を出力する。
【００２４】
外部騒音は上記音響抵抗体３２を通り、貫通孔３４からヘッドホン内部に向かう。ノイズキャンセル用スピーカユニット２５からは、上記のとおり、外部騒音の逆位相のノイズキャンセル音が出力される。このキャンセル音は、音響抵抗体２９と貫通孔３３を通り、ヘッドホン内部に向かう。外部騒音が進入する上記貫通孔３４とキャンセル音が通る貫通孔３３はヘッドホン内部の合流空間３５で合流しているため、外部騒音はキャンセル音で打ち消され、あるいは外部騒音のレベルが低減される。ノイズキャンセル用スピーカユニット２５で生成されるキャンセル音が外部騒音の逆位相であるということは、上記貫通孔３４からヘッドホン内部に侵入しようとする外部騒音が、上記貫通孔３３からノイズキャンセル用スピーカユニット２５の前面音響空間２６に取り込まれ、結果としてヘッドホン内部に到達する外部騒音レベルがキャンセルされることになる。さらに言えば、外部からの騒音とノイズキャンセル用スピーカユニット２５から出力されるキャンセル音がヘッドホン内部において音響的に結合するように、外部空間とヘッドホン内部とが合流空間３５で連通し、キャンセル音と外部騒音が音響的に結合されることにより外部騒音が相殺される仕組みになっている。
【００２５】
ヘッドホン内部に侵入する外部騒音のレベル調整は、上記音響抵抗体３２によってある程度行うことが可能である。音響抵抗体３２の音響抵抗を高くすれば、ヘッドホン内部に侵入する外部騒音レベルが低くなり、逆に、音響抵抗体３２の音響抵抗を低くすれば、外部騒音レベルが高くなる。また、キャンセル音の調整は、音響抵抗体２９およびノイズキャンセル用スピーカユニット２５に騒音信号を入力する増幅器７１のゲインを調整することで調整することができる。キャンセル音の調整は、音響抵抗体２９の音響抵抗値を、上記の外部騒音のレベル調整と同様の方法で調整することによって可能である。さらに、楽音用スピーカユニット２７とノイズキャンセル用スピーカユニット２５とが個別に増幅器を備えており、ノイズキャンセル用スピーカユニット２５の増幅器７１が、楽音信号への電気的な影響を与えることはない。従って、楽音信号がノイズキャンセル信号の影響を受けて音質が劣化するという問題が解消される。
【００２６】
図２は本発明にかかるヘッドホンおける音響空間についての等価回路図である。図３は図２で示した等価回路図の符号を本発明の上記実施例の構成に照合させて示したヘッドホンの断面図である。図２、図３を共に参照しながら説明する。各部の音響インピーダンス、空気のスチフネス、質量などを以下のように定義する。
Ｅ１    楽音用スピーカユニット２７で再生される楽音
Ｅ２    ノイズキャンセル用スピーカユニット２５で生成されるキャンセル音
Ｐ０    外部騒音の音圧
Ｐ１    ヘッドホン内部に導かれる外部騒音の音圧
Ｐ２    ヘッドホン内部に導かれるキャンセル音の音圧
ｓｂ    楽音用スピーカユニット２７の後部音響室のスチフネス
ｒ０１    音響抵抗体４３の音響抵抗
ｍ０１    楽音用スピーカユニット２７の振動板１２の音響質量
ｓ０１    楽音用スピーカユニット２７の振動板１２のスチフネス
Ｚｅ    耳の音響インピーダンス
ｓｅ    耳の前方のヘッドホンとの間に形成される空間のスチフネス
ｒ１    音響抵抗体３２の音響抵抗
ｒ２    音響抵抗体２９の音響抵抗
ｓ２    ノイズキャンセル用スピーカユニット２５の後部音響室のスチフネス
ｍ０２    ノイズキャンセル用スピーカユニット２５の振動板５４の音響質量
ｓ０２    ノイズキャンセル用スピーカユニット２５の振動板５４のスチフネス
ｒ０２    音響抵抗体６０の音響抵抗
【００２７】
図２の左側の約半分は楽音用スピーカユニット２７の等価回路、右側の約半分はノイズキャンセル用スピーカユニット２５によって生成されるキャンセル信号と外部騒音との音響的な結合を示す等価回路を示している。図２の右側の約半分を参照すれば明らかなように、音圧Ｐ０の外部騒音は音響抵抗３２を通ってヘッドホン内部の合流空間３５に音圧Ｐ１で侵入しようとする。ノイズキャンセル用スピーカユニット２５で生成されるキャンセル音Ｅ２は、音響抵抗体２９を通ってヘッドホン内部の合流空間３５に音圧Ｐ２で侵入しようとする。ヘッドホン内部に侵入しようとする外部騒音とキャンセル音は互いに逆相であることから、図２の符号Ｐ１，Ｐ２に付した矢印のように、外部騒音がキャンセル音によってノイズキャンセル用スピーカユニット２５側に引き込まれることになる。よって、ヘッドホン内部では外部騒音レベルがキャンセル音によって低減される。一方、楽音用スピーカユニット２７は、図２の左側の約半分に示されているように、独立のヘッドホンとして動作し、ノイズキャンセル用スピーカユニット２５からは電気的になんらの影響も受けない。
【００２８】
以上の説明からわかるとおり、図示の実施例によれば、楽音信号がノイズキャンセル信号によって電気的な影響を受けないため、入力される楽音信号に忠実な楽音を再生することができる。一方ではヘッドホン内に進入しようとする外部騒音のレベルがノイズキャンセル用スピーカユニット２５によって低減されるため、騒音レベルの高い環境においても、楽音のみを、かつ、高音質で再生することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明にかかるヘッドホンの実施例を示す縦断面図である。
【図２】上記ヘッドホンの等価回路図である。
【図３】上記実施例の縦断面図であって図２の等価回路図に付した符合を記載した縦断面図である。
【図４】従来のヘッドホンの例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
８  磁石
９  ポールピース
１０  ボイスコイル
１２  振動板
２３  バッフル板
２５  ノイズキャンセル用スピーカユニット
２７  楽音用スピーカユニット
２９  音響抵抗体
ｒ１  音響抵抗
Ｐｏ  外部騒音
ｓｅ  音響空間
Ｚｅ  耳のインピーダンス
【図１】
0005059501.tif 000002
【図２】
0005059501.tif 000003
【図３】
0005059501.tif 000004
【図４】
0005059501.tif 000005