(57)【要約】【課題】人間の音響処理能力に影響を与えると考えられている可聴電磁波を実現させる電気音響変換器を提供すること。【解決手段】信号源２の増幅器３により増幅された電気信号を伝送する信号伝送路４と、この伝送路４から伝送された電気信号により音波を生成し放射する機械系からなる電気音響変換部５と、この電気音響変換部５の入力端子５０に並列に接続されたアンテナ電力供給路６と、この供給路６の電気信号から電磁波を生成し、且つ、輻射（放射）する電磁波輻射部７としてのループ型アンテナ７０からなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気信号によって機械系を振動させて、音波を放射する電気音響変換部と、
前記電気信号から電磁波を生成し、且つ、輻射する電磁波輻射部とからなる
電気音響変換器において、
前記電磁波輻射部は、ループ型アンテナ又はダイポール型アンテナであり、前記ループ型アンテナ又はダイポール型アンテナのアンテナ端子は、信号伝送路において、電気音響変換部の入力端子又は信号源の増幅器の出力端子に並列に接続されていることを特徴とする電気音響変換器。
【請求項２】
電気信号によって機械系を振動させて、音波を放射する電気音響変換部と、
前記電気信号から電磁波を生成し、且つ、輻射する電磁波輻射部とからなる
電気音響変換器において、
前記電磁波輻射部は、ループ型アンテナ又はダイポール型アンテナであり、前記ループ型アンテナ又はダイポール型アンテナのアンテナ端子は、信号伝送路において、電気音響変換部の入力端子側に直列に、又は信号源の増幅器の出力端子側に直列に接続されていることを特徴とする電気音響変換器。
【請求項３】
前記ループ型アンテナ又はダイポール型アンテナは、空芯又はコアにループされていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気音響変換器。
【請求項４】
前記ループ型アンテナ又はダイポール型アンテナは、フィルターを介して前記信号伝送路に並列に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の電気音響変換器。
【請求項５】
前記電気音響変換部は、ヘッドホン、イヤホン又はスピーカーの筐体に組付けられているスピーカーユニットであることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気音響変換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気音響変換器に関し、その電気信号が音波に変換された音響信号と、前記電気信号が電磁波による音響信号（以下において、前記音響信号と識別させ易くするため、波動信号と称する）とを放射する電気音響変換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電気音響変換器において、音源の広範囲な音域を出来るだけ忠実に、高品位に再生させるため、種々の技術開発が進んでいる。
具体的には、音響変換ロスを軽減させるために、可聴周波数から超音波帯までの帯域幅の拡大が図れている。またこれらの帯域の各種歪の軽減、インパルス応答の改善、位相のみだれに対する調整等がなされている。
例えば、特許文献１では、ボイスコイルを巻回した円筒状のボビンの端部の周方向に断面Ｖ字形状に配置される円環状に配置され、且つ、前記断面Ｖ字形状の両端を自由端にした振動板が開示され、高音域は振動板のピストン振動により出力可能とし、超高音域は振動板の端部に波状に発生する分割振動により出力可能とするスピーカーユニットが開示されている。
また、特許文献２では、人は低周波であるほど音響信号の周波数変化を関知しやすく、高周波であるほど周波数変化を関知しにくいという人間の聴覚特性を用い、低周波帯域では高い周波数分解能で、高周波帯域では相対的に低い周波数分解能で、スピーカシステムから発生される音響信号の歪を補償する音響信号の線形歪補償方法及びその装置が開示されている。
さらに、特許文献３では、自動車内を音場とする音響装置において、再生される音響信号に対する位相特性を調整する音響装置が開示されている。
【特許文献１】特開２０００−３０８１７７号公報
【特許文献２】特開平７−５９１８６号公報
【特許文献３】特開平１１−２５２７００号公報
【０００３】
これらの技術開発に共通する視点は、振動が空気中を伝播する疎密波（縦波）で音が発生するという音波の放射の仕組みを前提にしていることである。換言すれば電気信号と音響信号（疎密波）の間に機械振動系が入る電気音響変換器に注目したものであった。
しかし、自然界で生成される振動は疎密波（縦波）に限定されるものではないことは確かである。例えば身近な例ではバイオリンの弦の振動は横波であると言われている。
【０００４】
他方で、音を感じる人の感覚が聴覚といわれ、人の耳に入った音響信号が鼓膜を振動させ、その振動が三半規管、蝸牛、蝸牛神経を介して大脳中枢に至ると言われている。しかし、人間の音響処理能力のメカニズムは未だ未知の分野が多いとされている。
【０００５】
このようなことを背景に、出願人自身が開発し、且つ、国際出願（ＰＣＴ／ＪＰ２００５／００８９９９）を行った「Ｕｌｔｒａ  Ｓｏｕｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」の研究の過程において、出願人は可聴電波（可聴電磁波）の存在をイメージするに至った。
この可聴電波のイメージを念頭にさらに研究を進め、電気音響変換器の電気信号の伝送路にループを作り、信号源を再生させたところ、そのループの有無によって、再生音の質の違いを認識した。この再生音を難聴者に聞かせたところ、「よく聞こえる」との効果があり、人間の音響処理能力に影響を与える可聴電磁波の存在を確信し、本発明に至ったものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
人間の音響処理能力に影響を与えると考えられている可聴電磁波を実現させる電気音響変換器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は電気音響変換部と電磁波輻射部からなる。電気音響変換部は電気信号によって機械系を振動させて、音波を生成し、且つ、放射するように構成される。電磁波輻射部は前記電気信号から電磁波を生成し、且つ、輻射（放射）するように構成されている。
ここで、音波は空気の疎密波によって生成される縦波であって、振動の方向と波の進行方向が同じ波動をいう。
一方、電磁波は電場や磁場がある空間を、電場が磁場なり、磁場が電場になって伝わっていく、振動の方向が波の進行方向に垂直な波動をいう。
電気音響変換部での音波の生成には、電気信号を機械的な振動板の振動に変換する過程が必要不可欠である。そこに電気信号を忠実に音波に変換する困難性がある。例えば電気信号の周波数と振動板の固有振動数との相性等で位相のみだれも生じ易い。
一方、電磁波輻射部で生成される電磁波は、機械系を介することなく電気信号が直接に波動信号に変換されることを特徴とする。
音波と電磁波はそれぞれ性質が異なるが、電磁波輻射部で生成される電磁波が人間の音響処理能力を高める効果を与えているものと推測される。
本発明の電気音響変換器が生成する音について、人間の聴覚の感覚から言えば、電気音響変換部の音波に電磁波が付き纏っているという表現が可能である。
出願人は、本発明に係る電磁波輻射器からの波動信号をバーアンテナで拾いマイク端子に入力した音を聴いて、位相が狂っていない鮮明な音を確認している。しかし、スピーカーユニットからの音を上記バーアンテナで拾い同様に聴くと実に不鮮明なこもった音を確認している。
このことから、電気音響変換器が生成する音波と電磁波輻射部で生成される電磁波との関係は、その音波の品質（位相差のない鮮明な音）を電磁波が「補填」、「補充」、「カバー」しているということができる。
このことは、本発明に係る電磁波輻射器が健常者は勿論のこと、難聴者にも有用なものであることを示している。
【発明の効果】
【０００８】
電磁波は人間の五感で感じられない波とされているが、電磁波による波動信号と音波の音響信号とが人間の聴覚で重畳されたようになり、可聴電磁波が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
人間の音響処理能力を向上させるため、本発明に係る電気音響変換器は、信号源側から機械系に電気信号を伝送する信号伝送路の任意の個所に、前記電気信号から電磁波を生成し、且つ、輻射する電磁波輻射部を接続したことを主要な特徴とする。
【００１０】
以下に、本発明に係る電気音響変換器の実施形態を図面に基づき説明する。
図１は、第１の実施形態に係る電気音響変換器の構成を示す構成図、図２はその電気音響変換器を構成する電磁波輻射部としてのループ型アンテナの説明図、図３ａ〜図３ｅは、電磁波輻射部としてのアンテナの変形例図、図４ａ〜図４ｄは、本発明に係る電気音響変換器の具体的な構成例を示すイヤホン、ヘッドホン及びスピーカーの模式構成図である。
なお、前記各図及び後述の各図において、同一の符号は同一の構成を示すものとし、重複した説明は避けることとする。
【００１１】
第１の実施形態に係る電気音響変換器１は、信号源２の増幅器３により増幅された電気信号を伝送する信号伝送路４と、この伝送路４から伝送された電気信号により音波を放射する電気音響変換部５と、この電気音響変換部５の入力端子５０に並列に接続されたアンテナ電力供給路６と、この供給路６の電気信号から電磁波を生成し、且つ、輻射（放射）する電磁波輻射部７としてのループ型アンテナ７０からなる。
【００１２】
前記電気音響変換部５は、動電形、電磁形、圧電形、静電形等のいずれかのスピーカーユニット５１によって構成されている。この実施形態では、動電形のスピーカーを用いている。
【００１３】
前記ループ型アンテナ７０は、そのアンテナ電力供給路６の始点（アンテナ端子）が前記スピーカーユニット５１のボイスコイル５２の入力端子５０に並列に接続されている。
このような接続構造により、電気音響変換器１を１つの筐体等にコンパクトに収容できるという効果を奏する。
【００１４】
このループ型アンテナ７０のループ数は、図３（ａ）のように少なくとも１ターンであれば足り、そのループ数に限定されるものではない（図３（ｂ）〜図３（ｄ）参照）。また、図３（ａ）〜図３（ｃ）のように空芯でもよいし、図３（ｄ）のようにコアにループされていてもよい。
透磁率の高いフェライトコア等を用いれば、電磁波輻射効率を高めることができる。
さらに、図３（ｅ）のように、ダイポール型アンテナ７１でもよい。
これらのアンテナ７０、７１の配置位置は、その放射する電磁波の放射方向と、前記スピーカーユニット５１が放射する音波の進行方向とが略一致する位置とする。これにより前記アンテナ７０、７１の電磁波の指向性を活かすことができる。
他方、電磁波の放射方向と音波の進行方向とを一致させることなく、リスナーの好みの音質、音場に調整できるように、アンテナ７０、７１の配置位置を調整可能にしてもよい。これは、後述の図４（ｄ）に図示したような、スピーカー等の筐体の外に前記アンテナ７０、７１を配置した場合に好適である。
【００１５】
次に電気音響変換器１の作用例を説明する。
前記電気音響変換器１において、前記信号源２及び増幅器３が組み込まれたオーディオ再生機器をオンすることにより、電気信号が前記スピーカーユニット５１及びループ型アンテナ７０に供給される。
このループ型アンテナ７０に供給された電気信号（交流電流）は、図２のように電気力線と磁力線を作りながら電磁波による波動信号を生成し放射する。
これに引続き、前記同一の電気信号によりスピーカーユニットが鳴り、その音波による音響信号が前記電磁波による波動信号に追随するように人間の聴覚を刺激する。
電磁波は人間の五感で感じられない波とされているが、電磁波による波動信号と音波の音響信号とが人間の聴覚で重畳されたようになる。このような電磁波による波動信号をここでは可聴電波（可聴電磁波）と表現する。
【００１６】
以上のように構成された電気音響変換器１は、図４（ａ）〜（ｃ）に示したように、スピーカーユニット５１と共に、イヤホン１０、ヘッドホン１１、スピーカー１２の各筐体内に収容されて組み立てられる。
なお、イヤホン１０、ヘッドホン１１、スピーカー１２の各ユニットの筐体の外に前記アンテナ７０、７１を配置してもよい。例えば、スピーカー１２については、図４（ｄ）のように、筐体（エンクロージャー）の上面に前記アンテナ７０を配置する。
また、前記電磁波輻射部７は、ループ型アンテナ７０等の線状アンテナに限定されるものではなく、その他、例えば開口面アンテナ等でもよい。
【００１７】
上記電気音響変換器１の効果を纏めると次のとおりである。
イ．  電磁波による波動信号と音波の音響信号とが人間の聴覚で重畳されて可聴電波となり、音波のみによる再生音に欠落している自然音要素が表現される。その結果、再生音の自然度、リアル度が増し、しかも信号源からの伝達ロスの少ない音声情報を得ることができる。
即ち、再生音は、電磁波による波動信号と音波の音響信号によって気配感、存在感のようなニュアンスを自然に感じとることができる。
ロ．  健常者は勿論のこと、聴覚障害者に有効な音として活用できる。
ハ．  小音声出力でも音声伝達距離が延びる。
ニ．  複数の出力音声とも混じらず、整然とした音環境を形成させることができる。
ホ．  前記ループ型アンテナ７０のアンテナ電力供給路６が前記ボイスコイル５２の入力端子５０に並列に接続されているので、電気音響変換器１を１つの筐体等に収容でき、シンプルな構造となっている。
【００１８】
次に図５（ａ）に基づき、第２実施形態の電気音響変換器１Ａの構成例を説明する。
この電気音響変換器１Ａは、上記電気音響変換器１がアンテナ端子をボイスコイル５２の入力端子５０に並列に接続したのに対し、そのアンテナ端子を増幅器３の出力端子３０に並列に接続した点である。
その他の構成及び効果は、第１実施形態に係る電気音響変換器１と同様である。
【００１９】
次に図５（ｂ）及び図４（ｃ）に基づき、第３、第４実施形態の電気音響変換器１Ｂ、１Ｃの構成例を説明する。
この第３、第４実施形態の電気音響変換器１Ｂ、１Ｃは、第１、第２実施形態がアンテナ端子を信号伝送路４に対し並列に接続したのに対し、アンテナ端子を信号伝送路４に対し直列に接続したものである。電気音響変換器１Ｂではアンテナ端子をボイスコイル５２の入力端子５０側に、電気音響変換器１Ｃではアンテナ端子を増幅器３の出力端子３０側に、接続している。
その他の構成及び効果は、上記各実施形態に係る電気音響変換器と同様である。
【００２０】
次に図５（ｄ）及び図５（ｅ）に基づき、第５、第６実施形態の電気音響変換器１Ｄ、１Ｅの構成例を説明する。
この電気音響変換器１Ｄは、前記電気音響変換器１のアンテナ電力供給路６にローカットフィルター８を挿入したものである。
また電気音響変換器１Ｅは、前記電気音響変換器１Ａの信号伝送路６にローカットフィルター８を挿入したものである。
この場合、ローカット周波数を変えて音質、音場等を調整することができ、またアンテナ７０への耐供給電力が増すようになる。
また、ローカットフィルター８によりその設定値より高い周波数の電磁波が生成されるので、健常者に比べ、難聴者が弱いとされる高周波の波動信号を放射することができる。
なお、ローカットフィルター８に限られず、電気音響変換器の用途に従い、各種設定値のフィルターを配置することができる。
その他の構成及び効果は、上記各実施形態に係る電気音響変換器と同様である。
【００２１】
上記各電気音響変換器は、イヤホン、ヘッドホン、スピーカー等に用いられるが、その他、補聴器にも利用できる。かかる補聴器１Ｆは例えば図６のようにマイク、増幅器３、その電源、信号伝送路４、スピーカーユニット５１、アンテナ電力供給路６及びループ型アンテナ７０からなる。
その他の構成及び効果は、上記各実施形態に係る電気音響変換器と同様である。
【００２２】
また、前記電磁波輻射部７の作用に着目して、図７に図示したような「難聴補助機器」を構成してもよい。
この難聴補助機器１Ｇは、音を電気信号に変換するマイク、このマイクの電気信号を増幅する増幅器３、その電源、アンテナ電力供給路６及びループ型アンテナ７０からなる。
この難聴補助機器１Ｇは、例えば難聴者の面前のテープル等に配置され、会話の補助機器として使用される。
即ち、音が例えば音声の場合には、その音波とアンテナ７０によって放射される電磁波による波動信号とが人間の聴覚で重畳されたようになり、聴覚障害者に有効な音として活用できる。
その他の構成及び効果は、上記各実施形態に係る電気音響変換器等と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１実施形態に係る電気音響変換器の構成図、
【図２】同電気音響変換器に用いられるループ型アンテナの説明図、
【図３】（ａ）〜（ｅ）  同電気音響変換器に用いられるアンテナの変形例図、
【図４】（ａ）〜（ｄ）  同電気音響変換器を用いたイヤホン、ヘッドホン及びスピーカーの模式構成図、
【図５】（ａ）〜（ｅ）  第２〜第６実施形態の電気音響変換器の構成図、
【図６】第１実施形態の電気音響変換器を補聴器に用いた場合の構成ブロック図、
【図７】電磁波輻射部により構成した難聴補助機器の構成ブロック図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  １Ａ〜１Ｅ  電気音響変換器
１Ｆ  補聴器
１Ｇ  難聴補助機器
２  信号源                              ３  増幅器
４  信号伝送路                          ５  電気音響変換部
６  アンテナ電力供給路                  ７  電磁波輻射部
８  ローカットフィルター
１０  イヤホン
１１  ヘッドホン
１２  スピーカー
３０  出力端子
５０  入力端子                          ５１  スピーカーユニット
５２  ボイスコイル                      ７０  ループ型アンテナ
７１  ダイポール型アンテナ
【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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