(57)【要約】【課題】低音域の音波と高音域の音波とのバランスの良い音響的な特性を備えるイヤホンを得る。【解決手段】振動板１４と、振動板１４に対向して配置される放音面１０と、を有してなり、放音面１０は、振動板１４の振動により発生する音波が通過する音通孔１１と通気孔１２と、を備え、放音面１０の形状は、振動板１４の振動方向の前方側に凸状であり、音通孔１１は、通気孔１２に比べて、放音面１０の周縁側に配置され、通気孔１２は、音通孔１１に比べて、放音面１０の頂部側に配置される、ことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動板と、
前記振動板に対向して配置される放音面と、
を有してなるイヤホンであって、
前記放音面は、
前記振動板の振動により発生する音波が通過する音通孔と通気孔と、
を備え、
前記放音面の形状は、前記振動板の振動方向の前方側に凸状であり、
前記音通孔は、前記通気孔に比べて、前記放音面の周縁側に配置され、
前記通気孔は、前記音通孔に比べて、前記放音面の頂部側に配置される、
ことを特徴とするイヤホン。
【請求項２】
前記イヤホンが使用者の耳に装着された時、
前記音通孔は、前記通気孔より、前記使用者の鼓膜に近い位置に配置される、
請求項１記載のイヤホン。
【請求項３】
前記放音面の形状は、前記音通孔が配置される側に凸状である、
請求項１記載のイヤホン。
【請求項４】
前記音通孔は、前記放音面において、前記振動板の一端側に配置され、
前記通気孔は、前記放音面において、前記振動板の他端側に配置される、
請求項１記載のイヤホン。
【請求項５】
前記音通孔の形状は、前記放音面の周縁側に凸状である、
請求項１記載のイヤホン。
【請求項６】
前記音通孔の形状は、前記通気孔の形状と異なる、
請求項１記載のイヤホン。
【請求項７】
前記音通孔の面積は、前記通気孔の面積よりも大きい、
請求項１記載のイヤホン。
【請求項８】
前記通気孔は、前記放音面から出力される音波の音響的な特性を調整する、
請求項１記載のイヤホン。
【請求項９】
前記音通孔に配置される音通孔調整材と、
前記通気孔に配置される通気孔調整材と、
を備え、
前記音通孔調整材の通気率は、前記通気孔調整材の通気率と異なる、
請求項１記載のイヤホン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イヤホンに関する。
【背景技術】
【０００２】
イヤホンの形状は、音響的な特性やファッション性など、使用者の趣向に合わせて多種多様存在する。
【０００３】
インナーイヤー型（オープン型ともいう）の形状は、代表的なイヤホンの形状の１つである。インナーイヤー型のイヤホンは、振動板を収納するハウジングが使用者の耳の耳介の内側に装着される形状を有する。振動板からの音波は、複数の音通孔から使用者の耳の外耳道に向けて放出される。複数の音通孔は、振動板に対向する放音面に配置される。
【０００４】
音波の回折角は、音波の波長が短いほど小さい。そのため、高周波数帯域の音波は、高い直進性を有する。一方、低周波数帯域の音波は、高い拡散性を有する。そのため、インナーイヤー型のイヤホンにおいて、音通孔から放出された後の高周波数帯域の音波は、ロスを生じにくく、使用者の鼓膜に届きやすい。一方、音通孔から放出された後の低周波数帯域の音波は、ロスを生じやすく、使用者の鼓膜に届きにくい。このように、インナーイヤー型のイヤホンは、低音域に比べて高音域が強調されやすい音響的な特性を有する。
【０００５】
このようなインナーイヤー型のイヤホンの音響的な特性を改善するイヤホンとして、カナル型のイヤホンがある。カナル型のイヤホンは、振動板を収納するハウジングと、ハウジングから延びる音導管と、音導管の先端側に配置されるイヤピースと、を備える。振動板からの音波は、音導管を通じて使用者の耳の外耳道に向けて放出される。ここで、カナル型のイヤホンのイヤピースは、使用者の耳の外耳道内に装着されるため、外耳道が完全に塞がれてしまう。そのため、カナル型のイヤホンは、耳への圧迫などを感じる者には敬遠されてしまう。
【０００６】
これまでにも、低音域の音波と高音域の音波とのバランスの改善を図るイヤホンが提案されている（例えば、特許文献１参照）。同イヤホンは、低音域の音波に比べて高音域の音波が強調されやすいインナーイヤー型の形状を変形させて低音域の音波を強調させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第８９７１５６１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、この提案されたイヤホンでは、ハウジング内に配置された振動板からの音波が、ハウジングの内壁により振動板の振動方向とは異なる方向にガイドされて、ハウジングの音通孔から放出される。すなわち、同イヤホンは、振動板からの音波がハウジングで遮られてしまう形状を有する。そのため、同イヤホンは、直進性の高い高周波数帯域の音波のロスを生じさせてしまう。
【０００９】
本発明は、低音域の音波と高音域の音波とのバランスの良い音響的な特性を備えるイヤ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】
【００１０】
本発明は、振動板と、振動板に対向して配置される放音面と、を有してなり、放音面は、振動板の振動により発生する音波が通過する音通孔と通気孔と、を備え、放音面の形状は、振動板の振動方向の前方側に凸状であり、音通孔は、通気孔に比べて、放音面の周縁側に配置され、通気孔は、音通孔に比べて、放音面の頂部側に配置される、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、低音域の音波と高音域の音波とのバランスの良いイヤホンを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明にかかるイヤホンの実施の形態を示す図であって、イヤホンを構成する右ユニットの斜視図である。
【図２】前記右ユニットの正面図である。
【図３】前記右ユニットの左側面図である。
【図４】前記右ユニットの右側面図である。
【図５】図２のＡＡ線における右ユニットの断面図である。
【図６】前記右ユニットの音響的な等価回路図である。
【図７】前記イヤホンの音響的な特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら、本発明にかかるイヤホンの実施の形態について説明する。
【００１４】
イヤホンは、例えば、携帯型の楽音再生器（不図示）などの音源からの音声信号（電気信号）に応じた音波（音声）をイヤホンの使用者の鼓膜に向けて出力する。イヤホンは、使用者の右耳に装着される右ユニットと、使用者の左耳に装着される左ユニットと、を備える。
【００１５】
左ユニットの構成は、右ユニットの構成と左右対称である点を除いて同様である。そこで、以下、右ユニットを例に本発明にかかるイヤホンを説明する。
【００１６】
図１は、本発明にかかるイヤホンの実施の形態を示す図であって、イヤホン１の右ユニット１Ｒの斜視図である。
図２は、右ユニット１Ｒの正面図である。
図３は、右ユニット１Ｒの左側面図である。
図４は、右ユニット１Ｒの右側面図である。
図５は、図２のＡＡ線における右ユニット１Ｒの断面図である。
【００１７】
右ユニット１Ｒは、前ハウジング１０と、後ハウジング２０と、コードブッシュ３０と、音通孔１１と、通気孔１２と、電気音響変換器（後述）と、音通孔調整材１１ａと、通気孔調整材１２ａと、背面孔調整材１７ａと、を有してなる。前ハウジング１０と後ハウジング２０とは、ハウジング１００を構成する。
【００１８】
ハウジング１００は、電気音響変換器を収納する。電気音響変換器は、楽音再生器からの音声信号に応じた音波を出力する。ハウジング１００は、前ハウジング１０と後ハウジング２０とが接合されて構成される。ハウジング１００の内部は、中空である。ハウジング１００の材料は、例えば、合成樹脂である。
【００１９】
コードブッシュ３０は、信号線の折れ曲がりによる断線などを防止する。コードブッシュ３０の内部は、中空である。信号線は、楽音再生器からの音声信号を電気音響変換器に入力する。信号線は、コードブッシュ３０の内部に挿通される。コードブッシュ３０の内部の空間は、後ハウジング２０の内部の後空間Ｓ２（図５参照）と連通する。コードブッシュ３０の材料は、例えば、シリコンである。
【００２０】
信号線の一端は、電気音響変換器に接続される。信号線の他端は、例えば、イヤホン１が有線式であれば楽音再生器に接続され、イヤホン１が無線式であれば楽音再生器から無線で音声信号を受信する受信回路（不図示）に接続される。
【００２１】
なお、使用者の耳への装着性を高めるために、本発明にかかるイヤホンは、例えば、耳と接触するハウジング１００の部分をシリコン製のカバーで覆う構成としてもよい。ここで、カバーは、音通孔１１や通気孔１２に重なる位置に配置される孔を備える。その結果、このカバーが前ハウジング１０の表面を覆うように配置されるとき、前ハウジング１０が備える音通孔１１や通気孔１２は、カバーで塞がれない。音通孔１１と通気孔１２とについては、後述する。
【００２２】
前ハウジング１０は、電気音響変換器から出力される音波の出力面（放音面）である。前ハウジング１０は、電気音響変換器を構成する振動板１４（図５参照）の振動方向の前方側に配置される。すなわち、前ハウジング１０（放音面）は、振動板１４の前面から離れて配置される。前ハウジング１０は、音通孔１１と通気孔１２とを備える。音通孔１１と通気孔１２とは、前ハウジング１０（放音面）に配置される。電気音響変換器から出力される音波は、音通孔１１と通気孔１２とから出力（放音）される。すなわち、電気音響変換器から出力される音波の一部は、前ハウジング１０に遮られることなく、右ユニット１Ｒから出力される。そのため、電気音響変換器から出力される音波のうち高周波数帯域の音波は、ロスを生じにくい。
【００２３】
側面視において、前ハウジング１０の形状は、図３，４に示されるように、振動板１４の振動方向の前方側（図３の紙面右側、図４の紙面左側）に向けて凸状、つまりドーム形状である。
【００２４】
音通孔１１は、前ハウジング１０において、図２の紙面左側に配置される。一方、通気孔１２は、前ハウジング１０において、音通孔１１より図２の紙面右側に配置される。すなわち、図５に示されるように、音通孔１１はハウジング１００の内部に収納される振動板１４の一端側（図５の紙面左側）に配置される（音通孔１１は、振動板１４の一方に配置される）。通気孔１２は振動板１４の他端側（図５の紙面右側）に配置される（通気孔１２は、振動板１４の他方に配置される）。つまり、図２や図５に示されるように、音通孔１１は、通気孔１２に比べて、前ハウジング１０の周縁の近傍に配置される。一方、通気孔１２は、音通孔１１に比べて、前ハウジング１０の頂部の近傍に配置される。
【００２５】
正面視において、前ハウジング１０の形状は、図２に示されるように、音通孔１１が配置された側（図２の紙面左側）に凸状（周縁が頂部まで延びている球根形状またはドーム形状）である。すなわち、正面視において、前ハウジング１０の高さ方向（同図の紙面上下方向）の長さを直径とする仮想的な真円の中心点から音通孔１１が配置された側の先端までの長さは、同中心点から通気孔１２が配置された側（同図の紙面右側）の先端までの長さよりも長い。
【００２６】
右ユニット１Ｒが使用者の耳に装着された時、音通孔１１の全部または一部は外耳道の内側に配置され、通気孔１２は外耳道の外側に配置される。すなわち、右ユニット１Ｒが使用者の耳に装着された時、音通孔１１は通気孔１２より外耳道（鼓膜）に近い位置に配置され、通気孔１２は音通孔１１より外耳道（鼓膜）から離れた位置に配置される。
【００２７】
音通孔１１の形状は、通気孔１２の形状と異なる。
【００２８】
音通孔１１の面積は、図２に示されるように、通気孔１２の面積よりも大きい。
【００２９】
また、音通孔１１は、図２において紙面上下方向に長い孔である。一方、通気孔１２は、図２において紙面左右方向に長い孔である。すなわち、音通孔１１の長手方向は、通気孔１２の長手方向と異なる。
【００３０】
なお、本発明において通気孔の形状や数は、任意である。すなわち、例えば、通気孔の長手方向は、音通孔の長手方向と同じでもよい。また、通気孔の数は、複数でもよい。ただし、通気孔の数が複数のときであっても、音通孔の面積は、各通気孔の面積の和よりも大きい。
【００３１】
また、音通孔１１の形状は、前ハウジング１０の周縁側（図２の紙面左側）に凸状である。
【００３２】
以上説明した、音通孔１１と通気孔１２それぞれの形状や大きさの相違、あるいは、前ハウジング１０における配置位置の相違は、後述するように右ユニット１Ｒの音響的な特性に影響を与える。すなわち、右ユニット１Ｒの音響的な特性は、音通孔１１と通気孔１２それぞれの形状などに応じて決定される。つまり、音通孔１１と通気孔１２との形状などは、右ユニット１Ｒの音響的な特性に鑑みて設定される。また、後述するように、音通孔調整材１１ａの通気率や通気孔調整材１２ａの通気率や背面孔調整材１７ａの通気率なども、右ユニット１Ｒの音響的な特性に影響を与える。
【００３３】
電気音響変換器は、ドライバユニット１３と振動板１４とを備える。
【００３４】
ドライバユニット１３は、信号線から入力された音声信号に応じて、振動板１４を振動させる。ドライバユニット１３は、支持体１５を介して、ハウジング１００の内部に固定される。電気音響変換器は、前ハウジング１０の内側に配置されたプロテクタ１６により、前ハウジング１０が受ける外力から保護される。
【００３５】
振動板１４は、信号線から入力された音声信号に応じて振動して音波を発生させる。振動板１４は、前ハウジング１０に対向して配置される。振動板１４の材料は、例えば、合成樹脂である。振動板１４は、円形の板である。振動板１４は、ドーム型のセンタードームと、断面が円弧型のサブドームと、を備える。振動板１４において、センタードームは中央に配置され、サブドームはセンタードームの外周を囲むように配置される。
【００３６】
ハウジング１００の内部の空間は、ドライバユニット１３により、２つの空間に区画される。一方の空間は、前ハウジング１０とドライバユニット１３とで区画された「前空間Ｓ１」である。他方の空間は、後ハウジング２０とドライバユニット１３とで区画された「後空間Ｓ２」である。前空間Ｓ１は、音通孔１１と通気孔１２とを介して、右ユニット１Ｒの外部と連通する。後空間Ｓ２は、後ハウジング２０に配置された背面孔（不図示）を介して、右ユニット１Ｒの外部と連通する。
【００３７】
振動板１４の振動により発生する音波は、音通孔調整材１１ａを通過した後に音通孔１１を通過する。同様に、振動板１４の振動により発生する音波は、通気孔調整材１２ａを通過した後に通気孔１２を通過する。前ハウジング１０（放音面）から出力される音波は、音通孔１１と通気孔１２とを通過した音波により構成される。
【００３８】
音通孔調整材１１ａの材料は、例えば、ナイロンメッシュである。音通孔調整材１１ａは、音通孔１１の全体をハウジング１００の内側から覆う。換言すれば、音通孔調整材１１ａは、音通孔１１に配置される。
【００３９】
通気孔調整材１２ａの材料は、例えば、ナイロンメッシュである。通気孔調整材１２ａは、通気孔１２の全体をハウジング１００の内側から覆う。換言すれば、通気孔調整材１２ａは、通気孔１２に配置される。
【００４０】
後ハウジング２０に配置される背面孔は、背面孔調整材１７ａで覆われる。背面孔調整材１７ａの材料は、例えば、ナイロンメッシュである。背面孔調整材１７ａは、背面孔の全体をハウジング１００の内側から覆う。換言すれば、背面孔調整材１７ａは、背面孔に配置される。
【００４１】
音通孔調整材１１ａの通気率と、通気孔調整材１２ａの通気率と、背面孔調整材１７ａの通気率とは、前ハウジング１０から出力される音波に影響を与える。つまり、各通気率は、右ユニット１Ｒから出力される音波の音響的な特性に影響を与える。すなわち、右ユニット１Ｒから出力される音波の音響的な特性は、音通孔調整材１１ａの通気率と、通気孔調整材１２ａの通気率と、背面孔調整材１７ａの通気率と、により設定される。換言すれば、音通孔調整材１１ａの通気率と、通気孔調整材１２ａの通気率と、背面孔調整材１７ａの通気率とは、右ユニット１Ｒから出力される音波の音響的な特性が所望の特性となるように設定される。音通孔調整材１１ａの通気率と、通気孔調整材１２ａの通気率と、背面孔調整材１７ａの通気率とは、例えば、それぞれ異なる。
【００４２】
なお、音通孔調整材や通気孔調整材や背面孔調整材それぞれの材料は、例えば、綿や樹脂などの不織布でもよい。また、音通孔調整材の材料と、通気孔調整材の材料と、背面孔調整材の材料とは、例えば、それぞれ異なる材料でもよい。
【００４３】
図６は、右ユニット１Ｒの音響的な等価回路図である。
図中の各符号は、以下のとおりである。
ＢＦ：振動板１４の音圧
Ｍｍ：音通孔１１内の空気の音響質量
Ｒｍ：音通孔１１内の空気の音響抵抗
Ｍｓ：通気孔１２内の空気の音響質量
Ｒｓ：通気孔１２内の空気の音響抵抗
Ｍｂ：背面孔内の空気の音響質量
Ｒｂ：背面孔内の空気の音響抵抗
Ｓｆ：前空間のスチフネス
Ｓｂ：後空間のスチフネス
【００４４】
右ユニット１Ｒの等価回路図において、以下の関係式となるように、音通孔調整材１１ａの材料や通気率と、通気孔調整材１２ａの材料や通気率と、が設定される。
Ｒｍ＜Ｒｓ
【００４５】
図７は、右ユニット１Ｒ（イヤホン１）の音響的な特性の一例である周波数特性を示すグラフである。図中、横軸が周波数を示し、縦軸が音圧を示す。
【００４６】
同図において、（ａ）は右ユニット１Ｒの周波数特性、（ｂ）は通気孔１２が塞がれた右ユニット１Ｒの周波数特性、（ｃ）は振動板に対向する放音面に複数の音通孔が配置された従来のインナーイヤー型のイヤホンの周波数特性、を示す。
【００４７】
同図（ａ）と（ｃ）とは、低音域（約５００Ｈｚ以下）において、（ａ）の音圧が（ｃ）の音圧よりも大きいことを示す。すなわち、同図は、右ユニット１Ｒが、低音域の音波に比べて高音域の音波が強調されやすいという従来のインナーイヤー型のイヤホンの音響的な特性を改善していることを示す。
【００４８】
同図（ａ）と（ｂ）とは、低音域（約５００Ｈｚ以下）において、（ａ）の音圧が（ｂ）の音圧よりも小さいことを示す。すなわち、同図は、右ユニット１Ｒの通気孔１２が、低域の音圧を低減させる役割を担っていることを示す。
【００４９】
以上説明した実施の形態によれば、右ユニット１Ｒは、振動板１４に対向して配置される前ハウジング１０（放音面）を備える。振動板１４の振動により発生する音波は、音通孔１１と通気孔１２とを通過する。音通孔１１と通気孔１２とは、前ハウジング１０に配置される。ここで、通気孔１２は、放音面から出力される音波、つまり、右ユニット１Ｒから出力される音波の音響的な特性を調整する。また、右ユニット１Ｒにおいて、音通孔１１は、通気孔１２より使用者の外耳道の内側（鼓膜側）に配置される。つまり、音通孔１１から出力される音波は、通気孔１２から出力される音波に比べて、鼓膜に届きやすい。
【００５０】
そこで、右ユニット１Ｒにおいて、音通孔１１に対する通気孔１２の大きさや形状、あるいは、音通孔調整材１１ａに対する通気孔調整材１２ａの材料や通気率などが、例えば、前述した関係式「Ｒｍ＜Ｒｓ」となるように設定されることで、使用者の鼓膜に届く音波の音響的な特性が調整される。つまり、イヤホン１の低音域の音波と高音域の音波とのバランスは、音通孔１１や音通孔調整材１１ａの形状や材料や通気率などに対して、通気孔１２や通気孔調整材１２ａの形状や材料や通気率などを設定することにより、調整される。
【００５１】
しかも、音通孔１１と通気孔１２とは、共に振動板１４の振動方向の前方側に配置される。すなわち、振動板１４の振動方向に対する音通孔１１の配置方向は、振動板１４の振動方向に対する通気孔１２の配置方向と同じである。特に、使用者の鼓膜に近い位置に配置される音通孔１１が、振動板１４の振動方向の前方側に配置される。そのため、振動板１４からの音波がハウジング１００に遮られにくい。すなわち、右ユニット１Ｒから出力される高周波数帯域の音波のロスは、少ない。つまり、イヤホン１は、従来のインナーイヤー型のイヤホンのように高周波数帯域の音波のロスを回避しつつ、従来のインナーイヤー型のイヤホンの音響的な特性である、低音域の音波に比べて高音が強調されやすい特性を改善できる。換言すれば、イヤホン１は、カナル型のイヤホンのように外耳道を完全に塞ぐことなく、カナル型のイヤホンに近似した音響的な特性を実現する。
【００５２】
なお、以上説明した実施の形態では、右ユニット１Ｒが、１の音通孔１１に対して、１の通気孔１２を、放音面に備えるものであった。これに代えて、本発明にかかるイヤホンは、１の音通孔に対して、複数の通気孔を、放音面に備える構成でもよい。この構成の場合であっても、音通孔や音通孔調整材の形状や材料や通気率などに対して、複数の通気孔全体の形状や材料や通気率などを設定することで、低音域の音波と高音域の音波とのバランスのよいイヤホンが得られる。ここで、放音面における複数の通気孔それぞれの配置位置は、例えば、音通孔から同じ距離の位置でもよいし、音通孔から異なる距離の位置でもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１    イヤホン
１Ｒ  右ユニット
１０    前ハウジング
１１    音通孔
１１ａ  音通孔調整材
１２    通気孔
１２ａ  通気孔調整材
１３    ドライバユニット
１４    振動板
１５    支持体
１６    プロテクタ
１７ａ  背面孔調整材
２０    後ハウジング
３０    コードブッシュ
１００    ハウジング
Ｓ１    前空間
Ｓ２    後空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
2020014197.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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