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JP6954014B2 - Acoustic output device - Google Patents
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JP6954014B2 - Acoustic output device - Google Patents

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Description

本発明は、例えば音響出力装置に関する。 The present invention relates to, for example, an acoustic output device.

イヤホンやヘッドホンなどの音響出力装置において、ヒアスルーの機能を持たせたい、という要望がある。ヒアスルーとは、ユーザーが音響出力装置を装用していても、あたかも非装用であるかのように周辺音を聴くことができる機能をいう(例えば特許文献1参照)。 There is a demand for hearing-through functions in acoustic output devices such as earphones and headphones. Hear-through refers to a function that allows a user to hear ambient sounds as if they were not wearing an acoustic output device (see, for example, Patent Document 1).

特表2015−537465号公報Special Table 2015-537465

ところで、ユーザーが音響出力装置を装用し、周辺音とともに音楽プレーヤなどの外部端末から供給される目的の音(以下、「目的音」と称呼する)を聴く場合に、目的音の聴取性が低下することがある。
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。
By the way, when a user wears an acoustic output device and listens to a target sound supplied from an external terminal such as a music player (hereinafter referred to as "target sound") together with ambient sounds, the audibility of the target sound deteriorates. I have something to do.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to reduce the audibility of the target sound when the sound output device is worn and the target sound is listened to together with the ambient sound. The purpose is to provide technology to suppress it.

上記目的を達成するために、本発明の一態様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。 In order to achieve the above object, the sound output device according to one aspect of the present invention is predetermined with respect to the first microphone that collects the ambient sound of the user and the first signal based on the sound collection of the first microphone. An equalizer that imparts frequency characteristics, a speaker that emits sound toward the user's drum membrane, a second microphone that collects sound in the vicinity of the speaker, and a reverse-phase signal of the second signal based on the sound collected by the second microphone. A reverse-phase signal generation circuit that generates Includes an adder that adds an output signal from the equalizer and outputs it to the speaker.

第1実施形態に係るイヤホンの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the earphone which concerns on 1st Embodiment. 処理回路による係数の変化例を示す図である。It is a figure which shows the example of the change of a coefficient by a processing circuit. 処理回路による係数の変化例を示す図である。It is a figure which shows the example of the change of a coefficient by a processing circuit. イヤホンの構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of an earphone. イヤホンの装用状態を示す図である。It is a figure which shows the wearing state of an earphone. 第2実施形態に係るイヤホンの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the earphone which concerns on 2nd Embodiment. 第3実施形態に係るイヤホンの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the earphone which concerns on 3rd Embodiment. 第4実施形態に係るヘッドホンを示す図である。It is a figure which shows the headphone which concerns on 4th Embodiment.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

<第1実施形態>
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。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an earphone 10a which is an example of an acoustic output device according to the first embodiment. As shown in this figure, the earphone 10a includes microphones 110, 150, amplifiers 112, 134, 152, ADC 114, 154, equalizer 116, IF 122, adder 130, DAC 132, speaker 140, reverse phase signal generation circuit 156 and multiplication. Includes vessel 159. When the earphone 10a is worn by the user, the sound emitting direction of the speaker 140 is arranged in the direction toward the user's ear canal, and the microphone 150 is the sound emitting direction of the speaker 140 and is acoustically coupled to the ear canal. It is placed in the space.

マイク110(第1マイク)は、イヤホン10aを装用するユーザーの周辺音を収音する。アンプ112は、マイク110により収音された信号(第1信号)を増幅し、ADC(Analog to Digital Converter)114は、アンプ112による増幅された信号をデジタル信号に変換する。
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。
The microphone 110 (first microphone) picks up the ambient sound of the user who wears the earphone 10a. The amplifier 112 amplifies the signal (first signal) picked up by the microphone 110, and the ADC (Analog to Digital Converter) 114 converts the signal amplified by the amplifier 112 into a digital signal.
The equalizer 116 performs a correction process on the output signal of the ADC 114, for example, a process of compensating in advance for the characteristic lost due to sound insulation when the earphone 10a is worn, and the processed signal is sent to the first input terminal of the adder 130. Supply.

IF(InterFace)122は、外部端末200から無線により信号を受信するインターフェイスである。IF122が受信する信号は、外部端末200で再生された信号、すなわちユーザーに聴かせる音(目的音)の目的音信号である。IF122によって受信された目的音信号は、加算器130における第2入力端に供給される。
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。
The IF (InterFace) 122 is an interface that wirelessly receives a signal from the external terminal 200. The signal received by the IF 122 is a signal reproduced by the external terminal 200, that is, a target sound signal of a sound (target sound) to be heard by the user. The target sound signal received by the IF 122 is supplied to the second input terminal of the adder 130.
The target sound signal is, for example, a music signal reproduced by the external terminal 200. Further, the IF 122 may be configured to receive the target sound signal by wire instead of wirelessly.

処理回路124は、外部端末200から通知される状態信号により、当該外部端末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。
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。
The processing circuit 124 recognizes whether the external terminal 200 is in the playback state or the stopped state by the state signal notified from the external terminal 200, generates a coefficient α according to the state, and generates a coefficient α according to the state, and the multiplier 159. Supply to.
Specifically, when the processing circuit 124 recognizes that the external terminal 200 has changed from the stopped state to the reproduced state by the state signal, the coefficient α is changed from “0” to the time Tu as shown in FIG. 2, for example. Apply and change smoothly to "1". Therefore, the coefficient α becomes “1” after the time Tu has elapsed after the external terminal 200 has changed from the stopped state to the playback state.

一方、処理回路124は、状態信号により、外部端末200が再生状態から停止状態に変化したと認識したとき、例えば図3に示されるように、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。このため、外部端末200が再生状態から停止状態になって時間Tdが経過した後であれば、係数αが「0」となる。 On the other hand, when the processing circuit 124 recognizes that the external terminal 200 has changed from the playback state to the stopped state by the state signal, the coefficient α is changed from “1” to the time Td as shown in FIG. 3, for example. Change smoothly to "0". Therefore, the coefficient α becomes “0” after the time Td has elapsed after the external terminal 200 has changed from the playback state to the stopped state.

なお、外部端末200が例えばPC(Personal Computer)などであって、音楽等をアプリケーションプログラムの実行によって再生して目的音信号を出力する構成であれば、処理回路124と外部端末200とは、一体化された当該PC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。
If the external terminal 200 is, for example, a PC (Personal Computer) or the like and has a configuration in which music or the like is reproduced by executing an application program to output a target sound signal, the processing circuit 124 and the external terminal 200 are integrated. It becomes the PC that has been converted.
Further, regarding the time Tu and Td, if they are too short, they are recognized as abnormal noise by the user, so that each is preferably 1 millisecond or more.

加算器130は、第1入力端、第2入力端および第3入力端のそれぞれに供給された信号同士を加算して、DAC(Digital to Analog Converter)132に供給する。DAC132は、加算器130によって加算された信号をアナログに変換し、アンプ134は、DAC132により変換された信号を増幅する。スピーカー140は、アンプ134により増幅された信号を空気の振動、すなわち音に変換して出力する。 The adder 130 adds the signals supplied to each of the first input end, the second input end, and the third input end, and supplies the signals to the DAC (Digital to Analog Converter) 132. The DAC 132 converts the signal added by the adder 130 to analog, and the amplifier 134 amplifies the signal converted by the DAC 132. The speaker 140 converts the signal amplified by the amplifier 134 into air vibration, that is, sound, and outputs the signal.

マイク150(第2マイク)は、スピーカー140の近傍に設けられて、当該スピーカー140から出力された音などを収音する。アンプ152は、マイク150により収音された信号(第2信号)を増幅し、ADC154は、アンプ152により増幅された信号をデジタル信号に変換して、逆相信号生成回路156に供給する。 The microphone 150 (second microphone) is provided in the vicinity of the speaker 140, and collects the sound output from the speaker 140 and the like. The amplifier 152 amplifies the signal (second signal) picked up by the microphone 150, and the ADC 154 converts the signal amplified by the amplifier 152 into a digital signal and supplies it to the reverse phase signal generation circuit 156.

逆相信号生成回路156は、ADC154からの出力信号の位相を反転させた関係にあって、音量(振幅)がほぼ等しい逆相信号を、周波数、振幅および位相を調整して生成する。なお、逆相信号生成回路156は、生成する逆相信号については、内蔵されたローパスフィルターによって例えば周波数が200Hz以下の成分に制限している。 The reverse phase signal generation circuit 156 generates a reverse phase signal having substantially the same volume (amplitude) by adjusting the frequency, amplitude, and phase in a relationship in which the phase of the output signal from the ADC 154 is inverted. The reverse phase signal generation circuit 156 limits the generated reverse phase signal to, for example, a component having a frequency of 200 Hz or less by a built-in low-pass filter.

乗算器159は、逆相信号生成回路156による逆相信号に係数αを乗算し、当該乗算の結果である乗算信号を加算器130における第3入力端に供給する。
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。
The multiplier 159 multiplies the reverse phase signal by the reverse phase signal generation circuit 156 by a coefficient α, and supplies the multiplication signal resulting from the multiplication to the third input terminal of the adder 130.
In FIG. 1, for example, if the equalizer 116, the adder 130, the reverse phase signal generation circuit 156 and the multiplier 159 are configured by, for example, a DSP (Digital Signal Processor) integrated with one or more chips, space saving can be achieved. Can be planned.

図4は、イヤホン10aの構造を示す図である。
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。
FIG. 4 is a diagram showing the structure of the earphone 10a.
As shown in this figure, the earphone 10a is, for example, a canal type and includes a housing 160 and an earpiece 180.
The housing 160 has a substantially cylindrical shape. Speakers 140, microphones 110 and 150 are provided in the internal space of the housing 160. Specifically, the speaker 140 is attached so as to partition the internal space of the housing 160, and the sound emitting surface of the speaker 140 is directed toward the ear canal.
The microphone 150 is attached to the space near the ear canal (on the right side in the figure) in the space where the speaker 140 is emitted, for example, in the space partitioned by the speaker 140 in the internal space of the housing 160.
The housing 160 is provided with one or a plurality of ventilation holes 168 for ventilating the space near the ear canal to the outside among the internal spaces partitioned by the speaker 140 when worn.
On the other hand, the microphone 110 is provided on the opposite side of the internal space partitioned by the speaker 140 in the space opposite to the ear canal.

イヤーピース180は、ポリビニルやスポンジなどの弾力性を有する素材により、開口部186で開口する中空の砲弾形に成形されて、ハウジング160の外耳道側に対し着脱自在となっている。イヤーピース180がハウジング160に取り付けられた状態では、開口部186がハウジング160の内部空間に連通する。 The earpiece 180 is formed into a hollow bullet shape that opens at the opening 186 with an elastic material such as polyvinyl or sponge, and is detachable from the ear canal side of the housing 160. When the earpiece 180 is attached to the housing 160, the opening 186 communicates with the internal space of the housing 160.

なお、図1で示したイヤホン10aの構成する要素のうち、マイク110、150およびスピーカー140以外の要素については、ハウジング160の内部空間、例えばマイク110の近傍に設けられるが、図4では省略されている。 Of the elements constituting the earphone 10a shown in FIG. 1, elements other than the microphones 110, 150 and the speaker 140 are provided in the internal space of the housing 160, for example, in the vicinity of the microphone 110, but are omitted in FIG. ing.

図5は、イヤホン10aの装用状態を示す図であり、詳細には、イヤホン10aがユーザーWの右耳に装用された状態を示す図である。この図に示されるように、イヤホン10aのイヤーピース180が外耳道314に挿入される。詳細には、開口部186が鼓膜312に向かう方向に、イヤーピース180が外耳道314に挿入される一方で、ハウジング160の一部が外耳道314から露出した状態となる。 FIG. 5 is a diagram showing a wearing state of the earphone 10a, and more specifically, is a diagram showing a state in which the earphone 10a is worn on the right ear of the user W. As shown in this figure, the earpiece 180 of the earphone 10a is inserted into the ear canal 314. Specifically, the earpiece 180 is inserted into the ear canal 314 in the direction of the opening 186 toward the eardrum 312, while a part of the housing 160 is exposed from the ear canal 314.

次に、イヤホン10aの動作について説明する。まず、外部端末200が再生状態である場合について説明する。
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。
Next, the operation of the earphone 10a will be described. First, a case where the external terminal 200 is in the playback state will be described.
After the external terminal 200 changes from the stopped state to the playback state and the time Tu elapses, the coefficient α is “1”. As shown in FIG. 5, when the earphone 10a is worn by the user W, the speaker 140 uses an adder signal 130, specifically, a peripheral sound signal picked up by the microphone 110, and an external terminal 200. It is sounded based on the addition signal of the target sound signal supplied from the above and the reverse phase signal multiplied by "1" as the coefficient α.

逆相信号生成回路156では、マイク150で収音された信号のうち、周波数が200Hz以下の成分の逆相信号を出力する。このため、スピーカー140が当該加算信号に基づいて発音した場合、周辺音の信号のうち、周波数が200Hz以下の成分が抑圧された状態で鼓膜312に到達する。なお、当該逆相信号によって抑圧される周辺音としては、例えば、送風音やエンジンなどの機械音、走行音などが挙げられる。 The reverse phase signal generation circuit 156 outputs a reverse phase signal having a frequency of 200 Hz or less among the signals picked up by the microphone 150. Therefore, when the speaker 140 pronounces based on the added signal, it reaches the eardrum 312 in a state where a component having a frequency of 200 Hz or less is suppressed among the signals of the ambient sound. Examples of the ambient sound suppressed by the reverse phase signal include a blowing sound, a mechanical sound of an engine, and a running sound.

このように、イヤホン10aを装用したユーザーは、外部端末200が目的音信号の再生状態であれば、周辺音のうち、低い周波数成分のノイズがキャンセルされた状態で知覚する。したがって、イヤホン10aによれば、目的音信号に基づく音の低域部分、特にリズム音が、周辺音によってマスクされることがないので、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る。 As described above, if the external terminal 200 is in the reproduction state of the target sound signal, the user wearing the earphone 10a perceives the noise of the low frequency component of the ambient sound in the canceled state. Therefore, according to the earphone 10a, the low frequency portion of the sound based on the target sound signal, particularly the rhythm sound, is not masked by the ambient sound, so that the audibility of the sound based on the target sound signal can be improved. ..

イヤホン10aが装用されていない場合、ユーザーWは、音を、外耳道314(空気)を介し鼓膜312を振動させて聴覚神経に伝わる気導音と、振動が皮膚や骨等を伝わり直接聴覚神経に伝わる骨伝導音との合算により知覚する。なお、骨伝導音には、自己の声帯の振動が骨等を介して聴覚神経に伝達することで知覚される自声音が含まれる。
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。
When the earphone 10a is not worn, the user W vibrates the eardrum 312 through the ear canal 314 (air) and transmits the air conduction sound to the auditory nerve, and the vibration is transmitted directly to the auditory nerve through the skin and bones. It is perceived by adding up the transmitted bone conduction sound. The bone conduction sound includes a self-voice sound that is perceived by transmitting the vibration of one's vocal cords to the auditory nerve via a bone or the like.
On the other hand, when the earphone 10a is worn by the user W, the ear canal 314 of the user W is blocked or sound-insulated by the earpiece 180, so that the sound emitted from the speaker 140 and the sound emitted from the speaker 140 leak into the ear canal 314 through the ventilation hole 168. Sound is perceived by adding the sound and the bone conduction sound.
The sound emitted from the speaker 140 when the earphone 10a is worn is transmitted to the eardrum 312 in a state where a certain band component is lost due to the obstruction / sound insulation of the ear canal 314, which is different from the transmission characteristics when the earphone 10a is not worn. To reach. However, since the peripheral sound signal picked up by the microphone 110 is compensated in advance by the equalizer 116 for the loss due to the blockage / sound insulation by the earpiece 180 at the time of wearing, the user W can use the sound emitted from the speaker 140. Of these, the ambient sound can be perceived as if the earphone 10a is not worn, with a natural feeling.

外部端末200が停止状態である場合におけるイヤホン10aの動作について説明する。
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。
The operation of the earphone 10a when the external terminal 200 is in the stopped state will be described.
After the external terminal 200 changes from the playback state to the stopped state and the time Td elapses, the coefficient α becomes “0”. Also, the target sound signal is not supplied from the external terminal 200. Therefore, when the earphone 10a is worn by the user W as shown in FIG. 5, if the external terminal 200 is in the stopped state, only the sound based on the ambient sound signal picked up by the microphone 110 is the speaker. Emitted from 140.
Since the peripheral sound signal picked up by the microphone 110 is pre-compensated for the loss due to the blockage / sound insulation by the earpiece 180 by the compensation process by the equalizer 116, the user W emits the sound from the speaker 140 as in the playback state. The ambient sound to be heard can be perceived as if the earphone 10a is not worn, with a natural feeling.

外部端末200が停止状態から再生状態に変化した直後におけるイヤホン10aの動作について説明する。
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。
The operation of the earphone 10a immediately after the external terminal 200 changes from the stopped state to the playback state will be described.
When the state is changed from the stopped state to the reproduced state, the processing circuit 124 smoothly changes the coefficient α from “0” to “1” as shown in FIG.
Therefore, the amplitude of the multiplication signal supplied to the third input end of the adder 130 does not increase sharply. Therefore, according to the earphone 10a, when the external terminal 200 is in the playback state, it is possible to prevent the user from recognizing the abnormal noise caused by the start of the noise canceling operation.

外部端末200が再生状態から停止状態に変化した直後において、処理回路124は、係数αを「1」から「0」まで、図3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、急激にゼロとはならない。したがって、イヤホン10aによれば、外部端末200が停止状態となったとき、ノイズのキャンセル動作が停止したことに伴う異音をユーザーが認識しまうのを防止することができる。 Immediately after the external terminal 200 changes from the playback state to the stopped state, the processing circuit 124 smoothly changes the coefficient α from “1” to “0” as shown in FIG. Therefore, the amplitude of the multiplication signal supplied to the third input end of the adder 130 does not suddenly become zero. Therefore, according to the earphone 10a, when the external terminal 200 is stopped, it is possible to prevent the user from recognizing an abnormal noise caused by the stop of the noise canceling operation.

<第2実施形態>
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。
<Second Embodiment>
Next, the second embodiment will be described. FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of the earphone 10b according to the second embodiment.
As shown in this figure, the earphone 10b has a built-in processing circuit 124 for detecting the state of the external terminal 200.
In the second embodiment, the processing circuit 124 determines that the external terminal 200 is in the stopped state when the volume (or volume time average value) of the target sound signal received by the IF 122 is less than the threshold value. When the volume (or volume time average value) of the target sound signal is equal to or greater than the threshold value, it is determined that the external terminal 200 is in the playback state. The processing circuit 124 smoothly changes the coefficient α from “0” to “1” over time Tu when changing from the stopped state to the reproduced state, and when changing from the reproduced state to the stopped state, the coefficient The point that α is smoothly changed from “1” to “0” over time Td is the same as that of the first embodiment.

なお、図6において、処理回路124は、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とともに、1または2以上のチップのDSP(Digital Signal Processor)で構成されても良い。 In FIG. 6, the processing circuit 124 may be composed of, for example, an equalizer 116, an adder 130, an antiphase signal generation circuit 156, and a multiplier 159, as well as a DSP (Digital Signal Processor) of one or more chips. ..

第2実施形態に係るイヤホン10bによれば、装用時において、外部端末200が再生状態であると判別されれば、ユーザーに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、外部端末200が停止状態であると判別されれば、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、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。
According to the earphone 10b according to the second embodiment, if it is determined that the external terminal 200 is in the playback state at the time of wearing, the user can improve the audibility of the sound based on the target sound signal, and the external terminal can be improved. If it is determined that the 200 is in the stopped state, the peripheral sound can be perceived by the user as if it were not worn.
Further, according to the earphone 10b, the external terminal recognizes the abnormal noise when the external terminal 200 changes from the stopped state to the playback state and when the external terminal 200 changes from the playback state to the stopped state. It can be prevented without receiving the notification of the status signal from 200.

第2実施形態において、処理回路124では、外部端末200が停止状態と判別する際に用いる音量のしきい値が、外部端末200が再生状態と判別する際に用いる音量のしきい値より小さく設定して、停止状態または再生状態の判別にヒステリシス特性を持たせても良い。 In the second embodiment, in the processing circuit 124, the threshold value of the volume used when the external terminal 200 determines that it is in the stopped state is set to be smaller than the threshold value of the volume used when the external terminal 200 determines that it is in the playback state. Then, a hysteresis characteristic may be provided for determining the stopped state or the reproduced state.

<第3実施形態>
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。
<Third Embodiment>
Subsequently, the third embodiment will be described. FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of the earphone 10c according to the third embodiment.
As shown in this figure, the earphone 10c has a built-in processing circuit 124 for detecting the state of the external terminal 200 and also has an IF 123, as in the second embodiment.

第3実施形態において、外部端末200は、自身が再生状態であるのか停止状態であるのかを示す状態信号を例えば無線にて送信し、IF123が当該状態信号を受信する。
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。
In the third embodiment, the external terminal 200 transmits a state signal indicating whether it is in the playback state or the stopped state, for example, wirelessly, and the IF 123 receives the state signal.
The processing circuit 124 recognizes whether the external terminal 200 is in the playback state or the stopped state based on the state signal received by the IF 123, generates a coefficient α according to the state, and supplies the coefficient α to the multiplier 159. ..
In the third embodiment, the external terminal 200 may be configured to receive the status signal by wire instead of wirelessly.

第3実施形態に係るイヤホン10cによれば、外部端末200が再生状態であれば、ユーザーに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、イヤホン10c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。 According to the earphone 10c according to the third embodiment, when the external terminal 200 is in the playback state, the user can improve the audibility of the sound based on the target sound signal, and when the external terminal 200 is in the stopped state, the ambient sound is described. It can be perceived by the user as if it were not worn. Further, according to the earphone 10c, it is possible to prevent the user from recognizing an abnormal noise when the state of the external terminal 200 changes.

なお、第1、第2および第3実施形態では、イヤホン10a、10bまたは10cが右耳に装用される場合を例にとって説明したが、左耳に装用されても良い。また、同じ構成のイヤホン10a(10b、10c)を2個用意して、右耳に一方を、左耳に他方をそれぞれ装用させるとともに、左耳に装用されるイヤホン10a(10bまたは10c)にステレオの左信号が、右耳に装用されるイヤホン10a(10bまたは10c)にステレオの右信号が、それぞれ外部端末200から供給される構成としても良い。 In the first, second and third embodiments, the case where the earphones 10a, 10b or 10c are worn on the right ear has been described as an example, but the earphones may be worn on the left ear. In addition, two earphones 10a (10b, 10c) having the same configuration are prepared so that one is worn on the right ear and the other is worn on the left ear, and the earphone 10a (10b or 10c) worn on the left ear is stereo. The left signal of the above may be supplied to the earphone 10a (10b or 10c) worn on the right ear, and the stereo right signal may be supplied from the external terminal 200, respectively.

また、第1、第2および第3実施形態において、係数αが「0」であれば、逆相信号生成回路156が逆相信号の生成を停止させる構成として、低消費電力化を図っても良い。 Further, in the first, second and third embodiments, if the coefficient α is “0”, the reverse phase signal generation circuit 156 may be configured to stop the generation of the reverse phase signal to reduce power consumption. good.

<第4実施形態>
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。
<Fourth Embodiment>
In the above-described embodiment, the earphones 10a, 10b and 10c are exemplified as the acoustic output device, but they can also be applied as headphones.

図8は、第4実施形態に係る音響出力装置の一例であるヘッドホン1の構成を示す図である。
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。
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of headphones 1 which is an example of the acoustic output device according to the fourth embodiment.
As shown in this figure, the headphone 1 includes a headphone unit 10L, 10R, a headband 3, and arms 4L and 4R. The headband 3 is made of elastic metal, resin, or the like, and has a shape that draws an arc in the longitudinal direction. Of both ends of the headband 3, the headphone unit 10L for the left ear is attached to one end side (left side in the figure) via the arm 4L, and the other end side (right side in the figure) via the arm 4R. The headphone unit 10R for the right ear is attached.

ヘッドホンユニット10Lは、略円筒形状のハウジング160と、当該ハウジング160に取り付けられたイヤーパッド182とを有する。また、ヘッドホンユニット10Lの電気的な構成については、上述したイヤホン10a、10bまたは10cのいずれかと同一であり、それぞれマイク110、150とスピーカー140とを備える。
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。
The headphone unit 10L has a substantially cylindrical housing 160 and ear pads 182 attached to the housing 160. The electrical configuration of the headphone unit 10L is the same as that of any of the above-mentioned earphones 10a, 10b or 10c, and includes microphones 110 and 150 and a speaker 140, respectively.
The headphone unit 10R has almost the same configuration as the headphone unit 10L.
A stereo left signal is supplied to the headphone unit 10L, and a stereo right signal is supplied to the headphone unit 10R from the external terminal 200.

ヘッドホン1を装用する場合、ユーザーは、ヘッドホンユニット10Lおよび10Rを持ってヘッドバンド3の円弧を広げつつ、ヘッドホンユニット10Lのイヤーパッド182を左耳に、ヘッドホンユニット10Rのイヤーパッド182を右耳に、にそれぞれ被せる。ヘッドバンド3には、その弾力性によって、当該ヘッドバンド3の端部同士を近づけようとする復元力が発生する。このため、ヘッドバンド3の端部に位置するヘッドホンユニット10Lおよび10Rは、装用時においてユーザーの頭部に側圧を与える。この側圧によって、ヘッドホン1は所定の位置で保持される。 When wearing the headphone 1, the user holds the headphone units 10L and 10R to widen the arc of the headband 3, and puts the ear pad 182 of the headphone unit 10L in the left ear and the ear pad 182 of the headphone unit 10R in the right ear. Cover each. Due to its elasticity, the headband 3 generates a restoring force that tries to bring the ends of the headband 3 closer to each other. Therefore, the headphone units 10L and 10R located at the end of the headband 3 apply lateral pressure to the user's head when worn. Due to this lateral pressure, the headphone 1 is held in a predetermined position.

ヘッドホン1がユーザーに装用された状態では、イヤーパッド182によって耳が遮蔽された状態となる。音の伝達については、イヤホン10a、10bまたは10cとほぼ同様となる。
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。
When the headphones 1 are worn by the user, the ears are shielded by the ear pads 182. The sound transmission is almost the same as that of the earphones 10a, 10b or 10c.
Therefore, according to the headphone 1, when the external terminal 200 is in the playback state, the user can improve the audibility of the sound based on the stereo target sound signal, and when the external terminal 200 is in the stopped state, the peripheral sound can be heard. It can be perceived by the user as if it were not worn. Further, according to the headphone 1, it is possible to prevent the user from recognizing an abnormal noise when the state of the external terminal 200 changes.

<応用例・変形例>
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。
<Application example / Modification example>
In the first embodiment and the like, the coefficient α has a configuration in which the coefficient α changes smoothly as shown in FIG. 2 or FIG. 3, but a configuration in which the coefficient α changes stepwise to the extent that an abnormal noise is not felt may be used.

<付記>
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。
<Additional notes>
From the above-mentioned first embodiment and the like, for example, the following aspects can be grasped.

<態様1>
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。
<Aspect 1>
The sound output device according to preferred embodiment 1 of the present invention is an equalizer that imparts predetermined frequency characteristics to a first microphone that collects the ambient sound of the user and a first signal based on the sound collection of the first microphone. A reverse phase signal that generates a reverse phase signal of a speaker that emits sound toward the user's drum membrane, a second microphone that collects sound in the vicinity of the speaker, and a second signal based on the sound picked up by the second microphone. The generation circuit, a multiplier that multiplies the antiphase signal by a coefficient based on the supply state of the target sound signal indicating the target sound, the target sound signal, the multiplication signal by the multiplier, and the output signal by the equalizer. Includes an adder that adds and outputs to the speaker.
According to the acoustic output device according to the first aspect, it is possible to suppress the deterioration of the audibility of the target sound when the target sound is listened to together with the ambient sound by wearing the.

<態様2>
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。
<Aspect 2>
In the acoustic output device according to the second aspect, in the acoustic output device according to the first aspect, when the output of the target sound signal is stopped, the coefficient becomes small, and when the target sound signal is output, the coefficient becomes large. Become.
According to the acoustic output device according to the second aspect, it is possible to prevent the user from recognizing an abnormal sound when switching the output or stop of the target sound signal.

<態様3>
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。
<Aspect 3>
In the acoustic output device according to the first aspect, when the volume level of the target sound signal becomes less than the threshold value, the acoustic output device according to the third aspect reduces the coefficient and raises the volume level of the target sound signal. It has a processing circuit that increases the coefficient when it exceeds the threshold value.
According to the acoustic output device according to the third aspect, since the coefficient is changed according to the volume level of the target sound signal, the output or stop of the target sound signal can be performed without the need for the configuration of receiving the notification from the external terminal 200. It is possible to prevent the user from recognizing an abnormal noise when switching.

1…ヘッドホン、10a、10b…イヤホン、110…マイク(第1マイク)、116…イコライザー、124…処理回路、130…加算器、140…スピーカー、150…マイク(第2マイク)、156…逆相信号生成回路、159…乗算器、200…外部端末。
1 ... Headphones, 10a, 10b ... Earphones, 110 ... Microphone (first microphone), 116 ... Equalizer, 124 ... Processing circuit, 130 ... Adder, 140 ... Speaker, 150 ... Microphone (second microphone), 156 ... Reverse phase Signal generation circuit, 159 ... Multiplier, 200 ... External terminal.

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。
The first microphone that collects the user's ambient sound and
An equalizer that imparts a predetermined frequency characteristic to the first signal based on the sound collection of the first microphone, and
A speaker that emits sound toward the user's eardrum,
The second microphone that collects the sound near the speaker and
An anti-phase signal generation circuit that generates an anti-phase signal of the second signal based on the sound picked up by the second microphone, and
A multiplier that multiplies the reverse phase signal by a coefficient based on the supply state of the target sound signal indicating the target sound.
An adder that adds the target sound signal, the multiplication signal by the multiplier, and the output signal by the equalizer and outputs them to the speaker.
Acoustic output device including.
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。
When the output of the target sound signal is stopped, the coefficient becomes small and
When the target sound signal is output, the coefficient becomes large.
The acoustic output device according to claim 1.
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。
When the volume level of the target sound signal becomes less than the threshold value, the coefficient is reduced.
It has a processing circuit that increases the coefficient when the volume level of the target sound signal exceeds the threshold value.
The acoustic output device according to claim 1.
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