JP2019087982A - 音偏向コイル立体ヘッドホン装置 - Google Patents

Abstract

【課題】歩行時の使用について事故を防ぎ、追行車に光信号の指示も可能とし、リアル音像移動も聴き取れる音偏向コイル立体ヘッドホン装置を提供する。【解決手段】中央マイク音源を特定化させわずかな時間差で区切り、レベル差から音反射板の反射角度を変える回転偏向コイルを設け、ヘッドン内部で音移動の再現を可能とする回転テーブルと、センサ部３６で、空洞部を設けたヘッドバンドの後方に、ＬＥＤランプを設けて後方に指示する。【選択図】図１

Description

本発明は、音反射板による傾きを利用して前後左右に音移動を確実に行うことを可能にする音偏向コイル立体ヘッドホン装置に関するものである。

ヘッドホンを利用した立体音響装置は、デイレー装置や残響音を応用したものやマルチチャンネルを使うものはあった。
対向車の接近で両耳を塞いでおり車の危険性が大きいそのための安全対策は、ヘッドホンを外すあるいはノイズリダクション装置を組み込む方式があった。

歩行の際に音楽をヘッドホンで聞くことで、車の接近に気づかないことがある。また周囲の人に音漏れで迷惑もかかる場もある。音源に対して、リアルな前後の移動感が実感できないものがあった。さらに音質面でも、電気的な補正で自然な音再現ができなかった。
本発明は以上の問題を解決するものである。

課題を解決しようとするための手段

（イ） ヘッドホン内部において、内耳の位置と反対方向に向けた面に音の出るスピーカ面を、
（ロ） 水平面からやや前方斜めに配置し、イヤーパッドの内側に設けた湾曲反射板で、スピーカ音を反射させ、
（ハ） 開放口で前方に音偏向コイルを設け、渦巻スプリングと小型の電機子コイルと角度センサと回転テーブルに音偏向板を載せ音像移動の際の傾ける角度情報から回転テーブルの音偏向板と角度センサで制御しながらヘッドホン内の音の移動感を深める。
（ニ） 車の接近時追行車の運転者に警報する光シグナルを車感知センサからプロセッサによりヘッドホンのヘッドバンドに設けた赤色ＬＥＤランプの点滅で知らせる。
（ホ） 夜間光センサと人感センサでプロセッサの制御でヘッドホンの左スピーカ側に青色ＬＥＤランプの点灯し、両耳に簡単に装着できる。
（ヘ） ３マイクの音源で左チャンネルのレベル差を測定し中央マイク音源を特定し、イコライザである範囲の周波数を強調し短い時間で区切りレベル差からＲＯＭの音偏向の角度情報を出し、ヘッドホンの音偏向コイルに電圧を加え、電機子コイルを回転させ角度センサで制御するエンコード回路から湾曲反射板にスピーカの音を反射させ音偏向を行い、移動感をリアルに再現した。
（ト） 光センサと人感センサとプロセッサで音量調整器を人の気配に応じて音量を下げる制御を行う。夜間は音量調節器の制御はセンサで行わない。

発明の効果

車の接近で車の運転者に自動的に光シグナルを送れる。昼間周囲に人が多くいる間に自動的にヘッドホンから聞こえる音量を下げることや、夜間時はヘッドホン左側の光点灯も行う。さらに源の前後に移動する際に、音偏向コイルの回転で音反射板の傾きが変わり音の移動感がリアルである。
さらにヘッドバンドに空洞部分があるため共鳴して自然な重低音の再生と周囲に聴こえるような音空間が楽しめる。

本発明の全体の構成図 本発明のセンサ部と駆動部と表示部の配置を示す図 本発明のマイク部とサラウンド音源送出手段の回路構成図 本発明の受信側のＣ音源の検出回路図 本発明のヘッドホンの内部の構成図 本発明の回転コイル部の詳細図 本発明の音偏向コイル部のヘッドホンにおいての位置を示す図 本発明のヘッドホンの左側スピーカ部の詳細図 本発明の音偏向コイルの入力電圧を出力する回路構成図 本発明のコントローラ部の構成図 本発明の空洞共鳴管の構成図 本発明の音偏向コイル部の詳細図

本発明の実施例について図１から図１２を使って説明する。
ステレオ放送で左チャンネルと右チャンネルで信号の和と信号の差に、それぞれ中央マイク（１３）の音源を、混合する放送ができることを前提にした。受信機側で分離すると片方では左チャンネルと中央マイク（１３）音源が、もう一方では右チャンネルと中央マイク（１３）音源が出力される。中央マイク（１３）が指向性マイクで近接効果から小音量の低音域でも拾うことができる。低音域も両耳に聴こえる。ステレオ放送送出手段では左マイク（１０）と右マイク（１１）を混合したステレオ信号と分離信号（コンポジット信号）を送っている。これを受信機側で分離して左音声と右音声に分離して聴いている。
さて中央マイク（１３）に、指向性マイクを使い中央マイク（１３）信号を混合すると、前述の通り左右スピーカ左右音声とともに中央マイク（１３）音源が入る。低音域の音も入って聴こえる。そこで中央マイク（１３）音源レベルがある範囲の音レベルを超えると中央マイク音源の入感信号が出力する手段があることで、中央マイク音源検知信号として簡単に分離できる。これはパスリレー（５１）をオンオフする。２個のＭＰＸ回路（４）の一方のみをこのパスリレー（５１）を通過させることで中央音源のみを分離できる。その他に左チャンネル成分のみのレベル増減で分離する方法もある。
まずステレオ放送で左チャンネル成分のレベル電圧と中央マイク（１３）音源成分を追加した左チャンネル成分のレベル電圧を比較した場合、中央音源を追加した電圧レベルの方が電圧は高い。この電圧レベル差を計測して演算すると中央マイク（１３）音源検出ができる。

まず、マイク部（１）にサラウンド音源送出手段（２）を接続してＦＭ放送で放送する。受信機側はＦＭチューナ（１５）からＭＰＸ回路（４）を介してステレオアンプ（７）に接続し同時にステレオ信号入力端子（５０）からステレオアンプ（７）に接続してある。

マイク部（１）は、左マイク（１０）と右マイク（１１）が混合回路（１２）に接続してある。混合回路（１２）は、ステレオ信号回路（１４）の左信号と右信号の和と、左信号と右信号の差を出力する。中央マイク（１３）は、指向性マイクでこの出力は、Ｃ音源成分として混合回路（１２）からステレオ信号回路（１４）の左信号と右信号の和、左信号と右信号の差にそれぞれ加えると、サラウンド音源送出手段（２）に出力する。

中央マイク（１３）は、指向性マイクで小音量の低音を収録するのみ適する近接効果で低音を増強する。この低音が増強された中央マイク（１３）の音が受信機側では、３Ｄヘッドホン部（３）の左スピーカ（３４）側及び右スピーカ（３５）側に低音を含むステレオ音に分離して聞こえる。

ＦＭ放送はＦＭチューナ（１５）で受信してＭＰＸ回路（４）に接続し、ステレオアンプ（７）と別に信号処理回路部（５）に信号入力する。ステレオアンプ（７）は、ステレオ信号入力端子（５０）を接続できる。

信号処理回路部（５）は、ＭＰＸ回路（４）からステレオ音声信号のうち左チャンネル成分（Ｌ成分）をパスリレー（５１）に入力してマルチバイブレータ（５３）で随時細かくパスリレー（５１）をオンオフして第１演算回路（５２）に信号入力する。ステレオ音源のみと中央マイク（１３）音源を加えた信号ではＬ成分においてレベル電圧差は変化する。第１演算回路（５２）に入力すると第１演算回路（５２）のレジスタ機能がレベル差電圧からＣ音源（５５）が検出できる。

第１演算回路（５２）は第１のＤＡＣ（５４）に接続する。これでアナログ信号に変換してＣ音源（５５）変換になる。第１のＤＡＣ（５４）からＣ音源（５５）検出してイコライザ（５６）に接続される。

イコライザ（５６）である音域の振動数を強めて特定する。図４の通りイコライザ（５６）はレベル差検出回路（６）に接続する。クロックパルス発振回路（６２）からカウンタ（６３）で連続したパルスを計数後、第２のＤＡＣ（６１）でメモリ（６４）の書き込みと読み出しを行う。第２のＤＡＣ（６１）の「１」の時にメモリ（６４）を書き込み、第２のＤＡＣ（６１）が「２」の時にメモリ（６４）が読み出しで第２のＤＡＣ（６１）が「３」の時に「１」にリセットする動作をする。するとメモリ（６４）の出力は読みだす場合出力するから、第２演算回路（６５）に直接イコライザ（５６）の経路は通らず、第１演算回路（５２）からの出力をレベル差検出回路（６）の第２演算回路（６５）に入力する。第２演算回路（６５）からＲＯＭ（６０）に出力する。差分検出で近づいてくる音源は前方から来るので音偏向コイル部（３３）の回転は中心に向かうように回転する。前後の移動間でどのくらい回転角度を傾けるかＲＯＭ（６０）に微妙な角度変化させる電圧情報が記憶されている。角度センサ（３３０）でバランスよく制御するフイールドバック信号がプロセッサ（８０）に帰還される。この偏向する電圧が０の状態で場合、あるいは電圧が無くなる場合は、音偏向コイル部（３３）の電機子コイル（３７０）は電圧が加わらないので渦巻スプリング（３７６）の反発力で元の位置に戻る。ＲＯＭ（６０）は、３Ｄヘッドホン部（３）のコントローラ部（８）に接続する。コントローラ部（８）は給電端子（８３）で電源回路（８７）から電力を供給する。

図６に示す通り、ＲＯＭ（６０）からコントローラ部（８）のプロセッサ（８０）に入力、センサ部（３６）に接続される。センサ部（３６）はヘッドバンド（３２）の中央部分の後方から見える位置に配置される。センサ部（３６）は、同時に光センサ（３６０）と人感センサ（３６１）と車感知センサ（３６２）で構成され、プロセッサ（８０）に各センサ信号が入力される。電機子コイル（３７０）に同軸に設けてある、角度センサ（３３０）からプロセッサ（８０）に信号がフィードバックする。人感センサ（３６１）に人が近づきかつ昼間である場合、光センサ（３６０）がオンである光がある状態である場合
光センサ（３６０）と連携してステレオアンプ（７）に接続してある音量調整器（７０）をプロセッサ（８０）が第３のＤＡＣ（８１）とリレーモジュール（８２）を介して音量を下げるように制御する。夜間である場合光センサ（３６０）がオフである場合は、ヘッドホン左側のヘッドホンＬＥＤランプ部（３１）が点灯する。その場合は、音量調整器（７０）は音量を下げることはしない。
内部に設けてある青色ＬＥＤランプ（３１３）が点灯して、ハウジングＬＥＤランプシェード（３１１）を介して発光する。
コントローラ部（８）は音偏向コイル部（３３）をＲＯＭ（６０）からプロセッサ（８０）に電圧が入り回転コイル部（３７）を音像の移動に使う。回転コイル部（３７）は次のような構成である。電機子コイル（３７０）に接する電極（３７１）を固定する電極押さえ部（３７２）があり周囲に永久磁石（３７３）が取り巻いて配置されている。軸（３７７）と軸受（３７８）に角度センサ（３３０）と渦巻スプリング（３７６）にスプリング留め金部（３７５）で固定し、さらに電機子コイル（３７０）を、電極押さえ部（３７２）と回転テーブル（３７４）及びと音偏向板（３７９）を図６に示すように配置する。図９の通り、３Ｄヘッドホン部（３）の左スピーカ（３４）は音像の前の移動では前方向に対して時計方向に右スピーカ（３５）は同様に前方向に対して反時計方向に回転する音偏向コイル部（３３）を設ける。

車感知センサ（３６２）に車が接近すると赤色ＬＥＤランプ（３１２）が点滅する。ヘッドバンド（３２）の車運転者に向けて警報用の光シグナルを送ることで事故を防ぐ。

ヘッドバンド（３２）にハウジング（３８５）の内側に湾曲反射板（３８４）を設け前方向に音偏向コイル部（３３）を配置し、ドライブ磁石（３８３）とムービングコイル（３８２）と振動板（３８１）を前方向に対して斜めに振動板（３８１）を傾けた全体的に斜め配置の３Ｄヘッドホン部（３）に音響ポート（３８７）と音響ダクト（３８６）を設けて、音偏向コイル部（３３）の音偏向板（３７９）を湾曲反射板（３８４）に向けた構造の３Ｄヘッドホン部（３）をコントローラ部（８）と音偏向コイル部（３３）と青色ＬＥＤランプ（３１３）を配線チューブ（８６）で結んで電機子コイル（３７０）に供給する第４のＤＡＣ（８４）と直流アンプ（８５）で増幅して電機子コイル（３７０）を回転させる。

図１１で示す通り、ヘッドバンド（３２）に低音増強のための空洞共鳴管（８８）を内部に組み込む。独立した左右の音の分離のため空洞部は区切板（８９）が設けてある
これは、ヘッドホンの中で音が聴こえる頭内定位を解消して周囲の音響が聴こえやすい。以上のような構成の音偏向コイル立体ヘッドホン装置。

１ マイク部
１０ 左マイク
１１ 右マイク
１２ 混合回路
１３ 中央マイク
１４ ステレオ信号回路
１５ ＦＭチューナ
２ サラウンド音源送出手段
３ ３Ｄヘッドホン部
３０ スピーカ部
３１ ヘッドホンＬＥＤランプ部
３１１ ハウジングＬＥＤランプシェード
３１２ 赤色ＬＥＤランプ
３１３ 青色ＬＥＤランプ
３２ ヘッドバンド
３３ 音偏向コイル部
３３０ 角度センサ
３３１ 回転ムービングコイル
３４ 左スピーカ
３５ 右スピーカ
３６ センサ部
３６０ 光センサ
３６１ 人感センサ
３６２ 車感知センサ
３７ 回転コイル部
３７０ 電機子コイル
３７１ 電極
３７２ 電極押さえ部
３７３ 永久磁石
３７４ 回転テーブル
３７５ スプリング留め金部
３７６ 渦巻スプリング
３７７ 軸
３７８ 軸受
３７９ 音偏向板
３８１ 振動板
３８２ ムービングコイル
３８３ ドライブ磁石
３８４ 湾曲反射板
３８５ ハウジング
３８６ 音響ダクト
３８７ 音響ポート
４ ＭＰＸ回路
５ 信号処理回路部
５０ ステレオ信号入力端子
５１ パスリレー
５２ 第１演算回路
５３ マルチバイブレータ
５４ 第１のＤＡＣ
５５ Ｃ音源
５６ イコライザ
６ レベル差検出回路
６０ ＲＯＭ
６１ 第２のＤＡＣ
６２ クロックパルス発振回路
６３ カウンタ
６４ メモリ
６５ 第２演算回路
７ ステレオアンプ
７０ 音量調整器
８ コントローラ部
８０ プロセッサ
８１ 第３のＤＡＣ
８２ リレーモジュール
８３ 給電端子
８４ 第４のＤＡＣ
８５ 直流アンプ
８６ 配線チューブ
８７ 電源回路
８８ 空洞共鳴管
８９ 区切板

Claims (4)

1. ３Ｄヘッドホン部のハウジングＬＥＤランプシェードの内側に内耳と反対方向に取り付けたスピーカ面をヘッドパッドに設けた湾曲反射板にやや斜め前方に設けた音偏向コイル部を設けてコントローラ部の制御で３マイク音源から中央マイクの音源を特定強調するイコライザーでパスリレーとマルチバイブレータで細かく区切り、レベル差を演算する演算回路、音偏向角度を記憶させたＲＯＭと、角度センサの制御で適当な角度偏向する回転コイル部と、センサ部と、ヘッドバンドの後方面に設けたＬＥＤランプ指示部と、ヘッドバンド内に空洞共鳴管と仕切板を組み込んだことを特徴とする音偏向コイル立体ヘッドホン装置。
2. 角度センサと、電機子コイルの周りに永久磁石を設け、電極押さえと音偏向板の角度変化させるコントローラ部からの電圧を入力する電極を設けた回転コイル部と、渦巻スプリングと音偏向板を載せた回転テーブルを軸に貫通させた軸受を直結した音偏向コイル部をヘッドホン両側の前方上部に設けることを特徴とする請求項１記載の音偏向コイル立体ヘッドホン装置。
3. ヘッドバンドの中央部分の後方面に設けた、光センサと車感知センサと人感センサからの信号をプロセッサに入力し、ヘッドホン左側のイヤーパッドにヘッドホンＬＥＤランプ部に内蔵した青色ＬＥＤランプを点灯させ、外側にハウジングＬＥＤランプシェードを設け、センサ部の下部分に赤色ＬＥＤランプのを設けることを特徴とする請求項１記載の音偏向コイル立体ヘッドホン装置。
4. ヘッドバンドの内部に空洞共鳴管を設け、仕切板を中央部分に施し独立した低音増強できることを特徴にする請求項１及び請求項３記載の音偏向コイル立体ヘッドホン装置。

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