(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有し、音声信号から機械的振動を発生し、かつ前記開口部に向けて空気振動を発生する振動ドライバと、
前記振動ドライバの開口部を塞いで前記空気振動を機械的振動に変換する振動板と、
前記振動ドライバから発生した機械的振動と、前記振動板により変換された機械的振動とを使用者に伝達する振動出力部とを備えた骨伝導スピーカ。
【請求項２】
請求項１記載の骨伝導スピーカにおいて、
前記振動ドライバは、
前記音声信号が伝わるコイルと、
前記コイルに応動して前記機械的振動を発生するマグネットと、
前記マグネットに応動して前記コイルとともに振動することにより前記空気振動を発生するダイアフラムとを有する骨伝導スピーカ。
【請求項３】
バンドと、
前記バンドの少なくとも一方の端部に設けられた請求項１又は２に記載の骨伝導スピーカとを備えた骨伝導ヘッドホン装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、骨伝導スピーカ及び骨伝導ヘッドホン装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、使用者の頭部側面に当接して機械的振動を頭蓋骨に伝える主振動出力部に加えて、使用者の耳珠に当接して機械的振動を耳珠の軟骨に伝える補助振動出力部を備えた骨伝導スピーカ及び骨伝導ヘッドホン装置を開示する。使用者は、耳を塞ぐことなく、低音域に厚みのある音感を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１３０３３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、高域の音質を改善し、かつ周囲への音漏れを低減した骨伝導スピーカ及び骨伝導ヘッドホン装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示における骨伝導スピーカ及び骨伝導ヘッドホン装置は、開口部を有し、音声信号から機械的振動を発生し、かつ開口部に向けて空気振動を発生する振動ドライバと、振動ドライバの開口部を塞いで空気振動を機械的振動に変換する振動板と、振動ドライバから発生した機械的振動と、振動板により変換された機械的振動とを使用者に伝達する振動出力部とを備える。
【発明の効果】
【０００６】
本開示における骨伝導スピーカ及び骨伝導ヘッドホン装置は、高域の音質を改善し、かつ周囲への音漏れを低減するのに有効である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施の形態１に係る骨伝導ヘッドホン装置の外観を示す斜視図である。
【図２】図１中の骨伝導スピーカの内部構成を示す分解斜視図である。
【図３】図２中の振動ドライバ及び振動板の詳細構成を示す拡大断面図である。
【図４】図１中の骨伝導スピーカの内部構成を示す断面図である。
【図５】図１の骨伝導ヘッドホン装置の使用状態を示す図である。
【図６】図３の振動ドライバ及び振動板の動作説明図である。
【図７】比較例に係る骨伝導スピーカの動作説明図である。
【図８】振動板を有しない変形例に係る骨伝導スピーカの動作説明図である。
【図９】図８の骨伝導スピーカにおける出力振動強度の周波数特性を第１の弾性部材無しの場合とともに示す図である。
【図１０】図４の骨伝導スピーカにおける出力振動強度の周波数特性を振動板無しの場合とともに示す図である。
【図１１】図４の骨伝導スピーカにおける音漏れの周波数特性を振動板無しの場合とともに示す図である。
【図１２】他の実施の形態に係る骨伝導スピーカの内部構成を示す断面図である。
【図１３】図１２の骨伝導スピーカの動作説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【０００９】
なお、発明者（ら）は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面及び以下の説明を提供するのであって、これらによって請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
【００１０】
（実施の形態１）
図１〜図１１を用いて、実施の形態１を説明する。
【００１１】
［１−１．構成］
［１−１−１．骨伝導ヘッドホン装置の構成］
図１は、実施の形態１に係る骨伝導ヘッドホン装置の外観を示す斜視図である。図１の骨伝導ヘッドホン装置１は、バンド２と、バンド２の両端部にそれぞれ配置された骨伝導スピーカ３とで構成されている。バンド２は、使用者の後頭部又は首部に巻き掛け状に装着される適度な弾性を有する材料、例えばポリプロピレン等の合成樹脂や、アルミニウム、ステンレス等の金属により略Ｕ字形状に構成されている。
【００１２】
［１−１−２．骨伝導スピーカの構成］
図２は、図１中の骨伝導スピーカ３の内部構成を示す分解斜視図である。骨伝導スピーカ３は、開口部を振動板１６で塞いだ振動ドライバ１３を第１の弾性部材１２と第２の弾性部材１４とで覆い、これを第１の筐体１５に入れて、不図示の信号線が通る穴１７を持つ第２の筐体１１で蓋をしたものである。図１に示すように、第２の弾性部材１４は、第１の筐体１５の開口部より露出し、使用者の頭部側面に当接できるようになっている。
【００１３】
図３は、図２中の振動ドライバ１３及び振動板１６の詳細構成を示す拡大断面図である。振動ドライバ１３は、音声信号を機械的振動に変換する電磁型の振動ドライバであって、不図示の信号線を介して伝送される音声信号が伝わるコイル２７と、コイル２７による磁界変動に応じて上下に振動するマグネット２４と、マグネット２４に重量を付加するウェイト２８と、ウェイト２８に結合されたヨーク２９と、ヨーク２９を介してマグネット２４及びウェイト２８を保持するスプリング２５と、マグネット２４に対するコイル２７の磁気的作用によりコイル２７とともに上下に振動するダイアフラム２６と、マグネット２４、スプリング２５、ダイアフラム２６、コイル２７、ウェイト２８及びヨーク２９を収容し、スプリング２５を介してマグネット２４の機械的振動を外部に伝達するハウジング２２とを備えている。ウェイト２８及びヨーク２９は、マグネット２４と同様に、例えば電磁軟鉄で構成されている。
【００１４】
振動ドライバ１３は、ダイアフラム２６の前面側に開口部を有し、この開口部を塞ぐように振動板１６が配置されている。振動板１６は、ダイアフラム２６から開口部に向けて生じた空気振動を機械的振動に変換する。振動板１６は、本実施の形態においては、アクリル板で構成されている。更に、図３の例では、振動ドライバ１３と振動板１６との間にリング状のスペーサ２３が介在している。これにより、上下に振動するダイアフラム２６が振動板１６と接触しないようにしている。
【００１５】
図４は、図１中の骨伝導スピーカ３の内部構成を示す断面図である。第１の筐体１５と第２の筐体１１とは、例えば、合成樹脂等で構成されている。第２の筐体１１には、バンド２の内部に配置されている２本の信号線１８を第２の筐体１１内に引き込むための穴１７が形成されている。信号線１８は、振動ドライバ１３に接続されている。
【００１６】
第１の弾性部材１２は、振動ドライバ１３の上方に隙間を形成し、かつ第２の弾性部材１４と接触するように配置される。第１の弾性部材１２は、適度な弾性を有する材料、例えば、ゴム等で構成される。第１の弾性部材１２の側面は、第２の筐体１１に接触しても構わない。
【００１７】
第２の弾性部材１４は、振動ドライバ１３の下方部に接触し、第１の筐体１５の開口部より露出するように配置される。第２の弾性部材１４は、適度な弾性を有する材料、例えば、ゴム等で構成される。図４の骨伝導スピーカ３では第２の弾性部材１４の側面が第１の筐体１５に接触しているが、第１の筐体１５との間に隙間があっても構わない。
【００１８】
［１−２．動作］
［１−２−１．骨伝導ヘッドホン装置の使用状態］
図５は、図１の骨伝導ヘッドホン装置１の使用状態を示す図である。使用者は、骨伝導スピーカ３が頭部側面に当接するように骨伝導ヘッドホン装置１を装着する。
【００１９】
［１−２−２．骨伝導スピーカ内の振動ドライバ及び振動板の機能］
図６は、図３の振動ドライバ１３及び振動板１６の動作説明図である。音声信号がコイル２７に伝わると、マグネット２４がウェイト２８及びヨーク２９とともに上下に振動する。ダイアフラム２６は、マグネット２４に対してコイル２７とともに上下に振動する。振動板１６は、ダイアフラム２６の上下振動により発生する空気振動を機械的振動に変換し、高域振動として外部へ伝達する。一方、ハウジング２２は、マグネット２４からスプリング２５を介して伝わった機械的振動を低域振動として外部へ伝達する。
【００２０】
図４の骨伝導スピーカ３にて、振動板１６の高域振動は、第１の弾性部材１２や第２の筐体１１を介して、第２の弾性部材１４に伝達される。第２の弾性部材１４は、マグネット２４からの低域振動と、振動板１６からの高域振動とを使用者に伝達する。
【００２１】
［１−２−３．骨伝導スピーカ内の第１及び第２の弾性部材の機能］
図７は、比較例に係る骨伝導スピーカ３の動作説明図である。比較例の骨伝導スピーカには、第１の弾性部材１２及び振動板１６が配置されていない。また、信号線１８を引き込む第２の筐体１１の穴１７には、隙間が生じている。そのため、振動ドライバ１３が信号線１８を介して入力される音声信号を機械的振動に変換した場合、骨伝導スピーカ３内の空間に発生する振動ドライバ１３の振動による空気振動が、穴１７より外部に出てしまい、音漏れを大きくする原因となる。
【００２２】
図８は、振動板１６を有しない変形例に係る骨伝導スピーカ３の動作説明図である。この場合、振動ドライバ１３は、入力された音声信号を機械的振動に変換する。第２の弾性部材１４は、振動ドライバ１３の機械的振動を使用者に伝達する。一方、振動ドライバ１３と第１の弾性部材１２とで形成される空間には、振動ドライバ１３の振動による空気振動が発生する。この空気振動は、第１の弾性部材１２により機械的振動に変換され、第２の弾性部材１４に伝達される。第２の弾性部材１４は、第１の弾性部材１２から伝達された機械的振動をも使用者に伝達する。振動板１６を有する図４の骨伝導スピーカ３でも、振動ドライバ１３から漏れ出た空気振動を第１の弾性部材１２により機械的振動に変換できる効果が得られる。
【００２３】
なお、信号線１８の振動による音漏れを防止するため、図４及び図８に示すように、信号線１８を第１の弾性部材１２と第２の弾性部材１４とで挟み込むのがよい。
【００２４】
［１−３．効果等］
図９は、図８の骨伝導スピーカ３における出力振動強度の周波数特性を第１の弾性部材１２無しの場合（図７参照）とともに示す図である。図９において、縦軸は音圧（ｄＢ）、横軸は振動周波数（Ｈｚ）を示す。図９に示すように、第１の弾性部材１２無しの比較例に比べ、図８に示した第１の弾性部材１２有りの骨伝導スピーカ３は、周波数が１０００Ｈｚ以上の中高域で音圧が強くなっている。すなわち、中高域の音質がクリアになっている。
【００２５】
図１０は、図４の骨伝導スピーカ３における出力振動強度の周波数特性を振動板１６無しの場合とともに示す図である。図１０において、縦軸は音圧（ｄＢ）、横軸は振動周波数（Ｈｚ）を示す。図１０に示すように、振動板１６無しの比較例に比べ、図４に示した振動板１６有りの骨伝導スピーカ３は、周波数が４０００Ｈｚ以上の高域で音圧が強くなっている。すなわち、高域の音質がクリアになっている。
【００２６】
図１１は、図４の骨伝導スピーカ３における音漏れの周波数特性を振動板１６無しの場合とともに示す図である。図１１において、縦軸は音圧（ｄＢ）、横軸は振動周波数（Ｈｚ）を示す。図１１に示すように、振動板１６無しの比較例に比べ、図４に示した振動板１６有りの骨伝導スピーカ３は、音圧が弱くなっている。すなわち、使用者の周囲への音漏れが少なくなっている。
【００２７】
以上のように、本実施の形態は、開口部を有し、音声信号から機械的振動を発生し、かつ開口部に向けて空気振動を発生する振動ドライバ１３と、振動ドライバ１３の開口部を塞いで空気振動を機械的振動に変換する振動板１６と、振動ドライバ１３から発生した機械的振動と、振動板１６により変換された機械的振動とを使用者に伝達する振動出力部である第１の弾性部材１２及び第２の弾性部材１４とを備える。
【００２８】
これにより、振動板１６は、振動ドライバ１３が発生する空気振動を機械的振動に変換する。振動出力部である第１の弾性部材１２及び第２の弾性部材１４は、振動ドライバ１３から発生した低域振動と、振動板１６により変換された高域振動とを使用者に伝達する。高域部の振動が強調される結果、高域の音質が改善される。したがって、例えば自転車に乗った使用者は、耳で周囲音を確認しつつ骨伝導で音楽を楽しむことができる。また、振動ドライバ１３の開口部を振動板１６で塞ぐことにより、周囲の迷惑となる音漏れが軽減される。
【００２９】
振動ドライバ１３は、音声信号が伝わるコイル２７と、コイル２７に応動して機械的振動を発生するマグネット２４と、マグネット２４に応動してコイル２７とともに振動することにより空気振動を発生するダイアフラム２６とで構成することができる。
【００３０】
また、振動ドライバ１３から発生した空気振動を機械的振動に変換する第１の弾性部材１２を振動ドライバ１３の上部に配置し、振動ドライバ１３から発生した機械的振動と第１の弾性部材１２が変換した機械的振動とを伝達する第２の弾性部材１４を振動ドライバ１３の下部及び第１の弾性部材１２の下部に接触させた。
【００３１】
これにより、振動ドライバ１３から発生した空気振動を第１の弾性部材１２が機械的振動に変換し、変換した機械的振動は接触している第２の弾性部材１４に伝達する。第２の弾性部材１４は、第１の弾性部材１２から伝達された機械的振動と、振動ドライバ１３から直接伝達された機械的振動とを使用者の頭部側面に伝達する。したがって、高域部の振動が強調される結果、高域の音質が改善される。また、第１の弾性部材１２が第２の筐体１１の穴１７を塞ぐので、音漏れが軽減される。更に、振動ドライバ１３から引き出された信号線１８は、第１の弾性部材１２と第２の弾性部材１４とに挟まれたことにより振動が抑制されるので、信号線１８を通じた音漏れも軽減される。
【００３２】
（他の実施の形態） 
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略等を行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施の形態１で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。
【００３３】
そこで、以下、他の実施の形態を説明する。
【００３４】
実施の形態１では、第１の弾性部材１２は振動ドライバ１３と第２の弾性部材１４とに一部が接触していたが、第１の弾性部材１２の配置はこれに限定されない。片方のみ、もしくは両方に接触しない位置に配置されても構わない。
【００３５】
図１２は、他の実施の形態に係る骨伝導スピーカ３の内部構成を示す断面図である。図１３は、図１２の骨伝導スピーカ３の動作説明図である。この実施の形態でも、振動ドライバ１３の開口部を塞ぐ振動板１６を設けることもできる（図４参照）。
【００３６】
図１２に示すように、第１の弾性部材３２は、振動ドライバ１３及び第２の弾性部材１４に接触しないものの、第２の筐体１１の穴１７を塞ぎ、第２の筐体１１と第１の弾性部材３２とで信号線１８を挟み込むように配置される。このとき、図１３に示すように、振動ドライバ１３から発生する空気振動は、第１の弾性部材３２により機械的振動に変換され、第２の筐体１１に伝達される。第２の筐体１１に伝達された機械的振動は、第１の筐体１５を介して第２の弾性部材１４に伝達される。
【００３７】
このように、振動ドライバ１３により発生する空気振動は、第２の筐体１１の穴１７から外に出ることはない。すなわち、骨伝導スピーカ３及び骨伝導ヘッドホン装置１の音漏れが軽減される。また、振動ドライバ１３から引き出された信号線１８は、第１の弾性部材３２と第２の筐体１１とに挟まれたことにより振動が抑制されるので、信号線１８を通じた音漏れも軽減される。
【００３８】
以上、振動板１６の一例としてアクリル板を説明した。振動板１６として、アクリル板を用いれば、安価に構成できる。しかし、振動板１６は、これに限定されない。例えば、アルミ板のような金属を用いてもよい。使用する材質、厚さによって、振動周波数が異なるため、必要とする周波数に応じて設定すればよい。
【００３９】
また、第１の弾性部材１２，３２及び第２の弾性部材１４として、ゴムを使用した場合について説明した。しかし、弾性部材１２，１４，３２としては、これに限定されない。例えば発砲スチロール等でもよい。
【００４０】
また、骨伝導ヘッドホン装置１では、バンド２の両端部にそれぞれ骨伝導スピーカ３を設けたが、一端のみに骨伝導スピーカ３を設けてもよい。一端のみに設ける場合は、他端側に骨伝導スピーカ３に代えてパッドを設けるなどすればよい。また、バンド２を使用者の頭部に巻き掛ける形状にして構成してもよい。また、バンド２を使用せず、耳掛けタイプ等のヘッドホン装置として構成してもよい。
【００４１】
また、振動ドライバ１３は、電磁型を用いたが、動電型、静電型、圧電型等の様々なものを用いることができる。
【００４２】
以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面及び詳細な説明を提供した。
【００４３】
したがって、添付図面及び詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
【００４４】
また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、請求の範囲又はその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略等を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本開示は、高域の振動が必要な骨伝導スピーカ及び骨伝導ヘッドホン装置に適用可能である。具体的には、音楽再生を行う携帯電話機、スマートフォン等に、本開示は適用可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１  骨伝導ヘッドホン装置
２  バンド
３  骨伝導スピーカ
１１  第２の筐体
１２，３２  第１の弾性部材
１３  振動ドライバ
１４  第２の弾性部材
１５  第１の筐体
１６  振動板
１７  穴
１８  信号線
２２  ハウジング
２３  スペーサ
２４  マグネット
２５  スプリング
２６  ダイアフラム
２７  コイル
２８  ウェイト
２９  ヨーク
【要約】
振動ドライバ（１３）にて音声信号がコイル（２７）に伝わると、コイル（２７）による磁界変動に応じてマグネット（２４）が振動する。マグネット（２４）に対するコイル（２７）の磁気的作用によりコイル（２７）とともにダイアフラム（２６）が上下に振動する。振動ドライバ（１３）の開口部を塞ぐ振動板（１６）が、ダイアフラム（２６）の上下振動により発生する空気振動を機械的振動に変換し、高域振動として伝達する。マグネット（２４）を収容するハウジング（２２）が、スプリング（２５）を介したマグネット（２４）の振動を外部に低域振動として伝達する。【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１】
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【図２】
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