(57)【要約】【課題】携帯通信機器のように寸法が小さい音響機器では筐体内部で音場を共鳴させるために十分大きな空間をとることができない。そのため低域成分の出力が十分に得られず、特に高域では入出力特性が著しく変動することがある。これにより僅かな部材の配置や形状の差異により大きく音質が変動する、本発明では、かかる課題を解決する。【解決手段】中心からの半径が旋回角度に対して滑らかに変化する音響管を備え、当該中心に音源と、当該音響管の他端に音孔を備える。当該音響管の内径が上限周波数に対応する半波長よりも小さく、経路長が下限周波数に対応する半波長よりも長くする。当該音響管を旋回面に並行な平面上に拡がるようにする。【選択図】図３
2011244030.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音源と導音部を有し、導音部の一部より音波を放射する音響再生装置であって、
前記導音部の経路長が再生周波数帯の下限周波数に対応する第一の半波長よりも大きく、前記導音部の内径が上限周波数に対応する第二の半波長よりも小さく、
前記導音部の直線経路が前記第二の半波長よりも小さくなるように前記導音部が旋回することを特徴とする音響再生装置。
【請求項２】
前記導音部は互いに同一形状からなる第１の導音部と第２の導音部からなり、
前記音源の一面が前記第１の導音部の一端に格納又は接し、
前記音源の他面が前記第２の導音部の一端に格納又は接し、
前記音源の両面から同位相で音波を放射し、
前記第１の導音部の他端より音波を放射することを特徴とする請求項１記載の音響再生装置。
【請求項３】
前記第１の導音部の旋回面と第２の導音部の旋回面が並行に相対し、
前記音源の一面が前記第１の導音部の一端に格納又は接し、
前記音源の他面が前記第２の導音部の一端に格納又は接することにより、
前記音源が前記第１の導音部と前記第２の導音部の間に挟まれるように配置されることを特徴とする請求項２記載の音響再生装置。
【請求項４】
前記第１の導音部の旋回面と第２の導音部の旋回面が同一平面上に嵌合し、
前記第１の導音部と前記第２の導音部の前記音源の一面が前記第１の導音部の一端と、前記音源の他面が前記第２の導音部の一端の間に挟まれるように配置されることを特徴とする請求項２記載の音響再生装置。
【請求項５】
前記導音部の旋回半径は、旋回角について一定の割合で変化することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の音響再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、音響信号の入力に伴い音波を発生させる音響再生装置に関する。例えば、携帯電話等の携帯音響機器の受話手段として用いるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
小型の音響再生装置では、音波を共鳴させるために十分な内部空間を取ることができないために、低域の入出力特性が劣る。また、一定の大きさの内部空間における音波の反射により共鳴が生じることで、入出力特性の周波数特性が顕著に変動する課題がある。
【０００３】
そこで、従来からこの課題の解決が試みられている。小型の受話器において発音源から音波を放射する面に空洞部を付加し、その空洞部内で音を共鳴させることにより音圧の周波数特性の平坦化を図ったものが、例えば特許文献１に開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、音源で発生した音波を、らせん形状の音波案内手段に導き、その他端から音波を放射する音響再生装置が開示されている。この方法は、十分な長さを持つ音波案内手段の内部で、低域成分を共鳴させて出力特性を改善するものである。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１２９１９２号公報
【特許文献２】特表２００６−５０６００３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の空洞部を付加する方法では、空洞部の形状によってその共鳴に伴う入出力特性の周波数特性が大きく変動する課題があった。図１に例示する直方体の空洞部を想定し、その形状を変えた場合の音源からの入力と空洞部からの出力とのパワー比の特性変動について検討を行った。
【０００７】
図１（ａ）は、空洞部１の縦横の寸法を50mm、高さを19ｍｍとし、底面中央部に置かれた音源２から音波を放射し、その対向する面に直径3mmの音孔３を設けた例である。図１（ｂ）は図１（ａ）の高さを11mmにしたものである。図１（ｃ）は、図１（ａ）の音孔３の位置を一方の辺寄りに12mmずらしたものである。図１（ｄ）は、空洞部１の形状を図１（ａ）と同じとし、音孔３を中心に直交する方向に30mmの間隔を空けて２個ずつ計４個の音孔を設けたものである。
【０００８】
直方体の筐体の肉厚は2mm、空気と筐体の反射率は1.0である。この条件において、音孔３の外部正面から1cm離れた場所での入出力のパワー比の周波数特性を測定した結果を図２に示す。図２の横軸は周波数（kHz）、縦軸は音源からの入力と、空洞部からの出力とのパワー比（dB）である。図１（ａ）の条件で測定した周波数特性を実線で示す。図１（ｂ）を破線、図１（ｃ）を一点鎖線、図１（ｄ）を二点鎖線で示す。各特性の原点はずらしている。
【０００９】
10kHz以上の周波数においては極大値や極小値の変動が大きく、1kHz以下の低域においては十分な出力が得られない。このように空洞部１の形状や音孔３の数によって入出力の周波数特性が大きく変動する。この例の空洞部１の寸法は、昨今普及している携帯電話の受話機構と略同等であることを鑑みれば、それらの機器においてこの現象はより顕著に現れることになる。
【００１０】
また、らせん形状の音波案内手段を設ける方法は、その音波案内手段の外形が、らせん形状の回転軸方向に伸びているために音響再生装置のかさが高くなる。よって、小型の携帯機器には不向きである。
【００１１】
本願発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、音源からの入力出力特性を平坦化しつつ低域における出力を十分確保すると共に、携帯音響機器に利用するのに好適な音響再生装置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】
【００１２】
本願発明の音響再生装置は、音源と導音部を有し、導音部の一部より音波を放射する音響再生装置であって、導音部の経路長が再生周波数帯の下限周波数に対応する第一の半波長よりも大きく、導音部の内径が上限周波数に対応する第二の半波長よりも小さく、導音部の直線経路が第二の半波長よりも小さくなるように導音部が旋回する。
【発明の効果】
【００１３】
本願発明の音響再生装置によれば、導音部の内径が上限周波数に対応する第二の半波長よりも小さいため、上限周波数以下の周波数では導音部の内径方向における共振を生じず周波数による入出力特性の顕著な変化を生じない。また、導音部の経路長は、下限周波数に対応する第一の半波長よりも大きく、その内部の直線経路が上限周波数に対応する第二の半波長よりも大きく、下限周波数に対応する第一の半波長よりも小さいものを有さないため、下限周波数から上限周波数による入出力特性の顕著な変化を生じない。
【００１４】
なお、下限周波数を低域代表周波数とすることで当該周波数付近において導音部内部の共振が生じるものの音波の放射や放射されるまでの経路での減衰により緩やかに入出力特性が増強される。
【００１５】
よって、再生周波数帯において入出力特性の平坦化を図りつつ小型携帯音響機器で不足がちな低域成分が増強される。よって、当該再生周波数帯領域を通話帯域や音楽再生における周波数帯域とすることで、通話や音楽再生において良好な入出力特性をもたらす。
【００１６】
さらに、導音部は旋回軸に垂直な方向に旋回しているため、旋回軸に並行な方向に凹凸が生じず一平面内に構成される。よって、導音部が必要以上にかさ高くならず、小型携帯音響機器に用いるのに好適な音響再生装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】空洞部１の形状が入出力特性に与える影響を検討するための空洞部１の例を示す図。
【図２】音源からの入力と空洞部からの出力とのパワー比の周波数特性の例を示す図。
【図３】本願発明の音響再生装置１００を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。
【図４】音響管３０の一部を拡大して直線経路の最大値ｇを説明する図。
【図５】本願第二の発明の一種である第三の発明に係る音響再生装置２００の一態様を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。
【図６】本願第二の発明の一種である本願第四の発明に係る音響再生装置３００の一態様を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図、（ｃ）はＢ−Ｂ断面図である。
【図７】音響再生装置１００の出力信号のパワーを入力信号のパワーで周波数毎に除算して得られる入出力特性の例を示す図。
【図８】音響再生装置２００の出力信号のパワーを入力信号のパワーで周波数毎に除算して得られる入出力特性の例を示す図。
【図９】低域の入出力特性が劣る電気音響変換器の周波数特性の例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本願発明の実施の形態を図面を参照して説明する。複数の図面中同一のものには同じ参照符号を付し、説明は繰り返さない。
【実施例１】
【００１９】
図３に、本願第一の発明に係る音響再生装置１００の一態様を示す。図３（ａ）は平面図であり、図３（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。音響再生装置１００は、導音部２５と、音源２０とを備える。これらを、ほぼ円盤状で音響振動を絶縁する素材からなる外部ケース８０に収納する。導音部２５は、音響管３０からなり空洞部１０と連続した空間を構成し、音源２０と反対側の端に音孔４０を備える。
【００２０】
音源２０は、中央部に位置する空洞部１０に設けられる。音響管３０は、空洞部１０の一端から、外側に向かって滑らかに旋回し、その他端は丸みを帯びて終端し、その終端付近に旋回軸と平行な方向に音孔４０を有している。外部ケース８０の音孔４０の位置には外部音孔９０が設けられている。この外部ケース８０に、導音部２５や音源２０を収納することで音響再生装置１００の機械的強度を高めることができ、その取り扱いを容易にすることができる。なお、外部ケース８０は無くてもよい。
【００２１】
音源２０には、例えば、ダイナミックレシーバや圧電素子などの電気音響変換器を用いてもよい。音源２０の形状は、例えば円盤状であり、円柱状の空洞部１０の一端の底面にその表面が接するように設けられる。空洞部１０の内径と音源２０の直径は大体等しい。図３（ｂ）の断面図から明らかなように空洞部１０と音響管３０とは、空洞部１０の一端で一体化して連続した空間を構成する。
【００２２】
音源２０に電気信号が入力されると、音波が空洞部１０に放射されその内壁で音波が反射し共鳴する。と共に、音波は音響管３０を伝達し一部の音波が音孔４０から外部に放射される。
【００２３】
ここで、音響再生装置１００は再生周波数帯として下限周波数ｆ1から上限周波数ｆ2の音響再生を行うものとする。再生周波数帯域は、通例、電話では0.3〜3.4kHz、ラジオ放送や高音質通信会議では0.2〜7.0kHzである。よってこれらの用途に用いる場合は、その周波数帯での入出力周波数特性が平坦であることが望ましい。
【００２４】
そこで、空洞部１０の直径や音響管３０の幅、すなわち延長方向に垂直な断面の内径ｄも、上限周波数ｆ2に対応する半波長λ2/2よりも小さくする。一般に周波数ｆと波長λはλ＝c/f（cは音速、常温の一気圧の大気中では約340m/s）と一意に関係付けられるため、λ2/2＝ｃ/2ｆ2となる。なお、内径ｄとは断面が長方形の場合は縦及び横の長さ、断面が円の場合は直径、というように断面をまたぐ大きさの代表値をいう。ここでは、図３（ｂ）の断面図に示すように縦横の寸法のうち大きい方（横幅）を指す。これにより、上限周波数ｆ2よりも低い再生帯域では断面方向に共振が生じない。
【００２５】
音響管３０の両端、すなわち延長方向の経路長Lは、下限周波数ｆ1に対応する半波長λ1/2よりも大きくする。ここで経路長Lとは、図３（ａ）に示すように音源２０が空洞部１０に接する一端の部分から外側に向かって旋回し、その他端に至るまでの破線で示す総延長である。これにより下限周波数ｆ1よりも高い再生周波数帯域では断面方向に共振が生じない。更に音響管３０の内壁は滑らか、つまり少なくとも半波長λ1/2よりも小さく且つ半波長λ2/2よりも大きな直線経路を有しないように旋回しているため、再生周波数帯域内での共振が回避され、入出力周波数特性は平坦となる。言い換えれば、半波長λ1/2よりも小さく且つ半波長λ2/2よりも大きい直線経路による共振を回避し、入出力周波数特性が顕著に変動することが避けられる。
【００２６】
直線経路とは、音響管３０の内部において内壁に音波が衝突せずに信号できる距離をいう。旋回半径が旋回角について一定の割合で増加する場合には、直線経路の最大値を容易に見積もることができる。
【００２７】
図４に音響管３０の一部を拡大した図を示す。図４においてｒ1を旋回半径の最大値とし、これに対面する部分の旋回半径をｒ2とおくと、直線経路の最大値ｇはｇ=2r1cosθ12(但しθ12=cos−1（ｒ2/ｒ1），ｒ1=ｒ2+d、dは音響管３０の旋回半径方向の内径)と与えられる。図４では説明のために、音響管３０の外周における最大旋回半径が一定とおいているため、実際にはｇはこの値よりも若干小さくなるが一応の目安となる。この直線経路の最大値ｇが上限周波数ｆ2に対応する半波長λ2/2よりも小さくなるようにすればよい。この音響管３０を滑らかに旋回させるために、旋回半径は旋回角について一定の割合で増加させ渦巻型とすれば設計が容易である。
【００２８】
また、音響管３０は、旋回軸に垂直な方向に旋回し、一定の平面内に拡がるため必要以上にかさ高くならずに済む。即ち、音響再生装置１００の厚みは、外部ケース８０の厚みに他ならず、その内部の厚みが少なくとも音響管３０の外形の高さと音源２０の厚みの何れか厚い方にしかならず、小型携帯音響再生装置として実装するのに便宜である。音響管３０は音源１０と周囲の音場を絶縁するものであるが、内径ｄを小さくし、その旋回間隔を空けることによって、音響管３０の間のスペースに配線その他の微小な部材を配置することが可能になる。この音響管３０の間のスペースは実装に好都合である。
【００２９】
図３では、音響管３０の他端に音孔４０を設けているが、空洞部１０の音源２０の正面に音孔を設けるようにしてもよい。音源２０の周波数特性が比較的平坦な場合、その正面に音孔を設けることでその特性を有効に活用することができる。この場合でも、音響管３０の作用によって、外部に漏洩し難く周囲で検知されにくい低域成分が補強されるので、携帯音響機器で問題になる周囲への音漏れの影響を低減することができる。
【実施例２】
【００３０】
図５に、本願第二の発明の一種である第三の発明に係る音響再生装置２００の一態様を示す。図５（ａ）は音響再生装置２００の平面図、図５（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。音響再生装置２００は、音響再生装置１００に対して第１の導音部２５′と第２の導音部５５を備える点で異なる。第１の導音部２５′は、表面側音響管３０′からなり表面側空洞部１０′と連続した空間を構成し、音源２０と反対側の端に音孔４０′を備える。表面側空洞部１０′は空洞部１０と、表面側音響管３０′は音響管３０と対応する。音源２０も音響再生装置１００の音源と対応している。
【００３１】
第２の導音部５５は、裏面側音響管６０からなり裏面側空洞部５０と連続した空間である。図５（ａ）に示されるように第１の導音部２５′と第２の導音部５５は各々旋回面が相対して重ねられ、各部の一端と連続する空洞部１０′，５０に挟まれるように音源２０が配置される。つまり、第１の導音部２５′の旋回面と第２の導音部５５の旋回面が並行して相対し、音源２０の一面が第１の導音部２５′の一端に格納又は接し、音源２０の他面が第２の導音部５５の一端に格納又は接することにより、音源２０が第１の導音部２５′と第２の導音部５５の間に挟まれるように配置される。なお、図５は上記した構成が、外側ケース８０′内に収納される例で示している。音孔４０′の位置に外部音孔９０′が設けられている。
【００３２】
表面側空洞部１０′の底面の一端に、音源２０の表面が接するように設けられ、その音源２０の背面に裏面側空洞部５０の底面の一端が接する。音源２０によって表面側空洞部１０′と裏面側空洞部５０とは垂直方向に二分される。表面側空洞部１０′と裏面側空洞部５０の内径と音源２０の直径は大体等しい。この表面側空洞部１０′音源２０と裏面側空洞部５０とで中央部が構成される。
【００３３】
表面側音響管３０′は、音響再生装置１００（図３）と同じように、表面側空洞部１０′の一端から、外側に向かって滑らかに旋回し、その他端は丸みを帯びて終端し、その終端付近に旋回軸と平行な方向に音孔４０′を有している。裏面側音響管６０は、表面側音響管３０と同方向の裏面側空洞部５０の一端から、外部に向かって滑らかに旋回し、その他端は丸みを帯びて終端する。裏面側音響管６０の他端側には音孔は設けられない。
【００３４】
図５（ａ）の平面図から明らかなように、この例の表面側音響管３０′と裏面側音響管６０とは同じ形状である。表面側空洞部１０′と裏面側空洞部５０、表面側音響管３０′と裏面側音響管６０、は中心部すなわち音源２０と接している面以外では音場が絶縁される。
【００３５】
音源２０に音響信号が入力されると、その表裏から表面側空洞部１０′と裏面側空洞部５０に同位相の音波が放射され、それぞれの内壁で音波が反射して共振する。表面側音響管３０′と裏面側音響管６０の経路長を等しくすると、音源２０は音響管全体の中間に位置することになる。そうすると、表面側音響管３０′の他端に設けられた音孔４０′に達した音波の一部が旋回軸と並行な方向に向けて外部に放射され、残りの一部が反射して音響管の内部で共振することとなる。
【００３６】
ここで、音響再生装置２００は下限周波数ｆ1から上限周波数ｆ2の帯域で音響再生を行うものとする。表面側空洞部１０′と裏面側空洞部５０の内径は、上限周波数ｆ2に対応する第二の半波長λ2/2よりも小さくする。そして、表面側音響管３０′と裏面側音響管６０の幅、すなわち延長方向に垂直な断面の内径ｄは、上限周波数ｆ2に対応する第二の半波長λ2/2よりも小さくする。これにより、上限周波数ｆ2よりも低い再生周波数帯域ではそれぞれの内径方向での共振は生じない。
【００３７】
また、表面側音響管３０′と裏面側音響管６０の経路長Lを下限周波数ｆ1に対応する第一の波長λ1よりも大きくする。表面側音響管３０′と裏面側音響管６０の一端は、同位相で音波を放射する音源２０に接しているため、共振パターンはその部分の音圧が最も大きくなり、表面側音響管３０′と裏面側音響管６０の経路長が等しいため、音響管全体の経路長が半波長、即ち表面側音響管３０′と裏面側音響管６０の各々の経路長に対応する波長となる周波数の音波の共振が誘発される。これに対し、表面側音響管３０′と裏面側音響管６０が、音源２０を挟み音波が伝搬する経路が物理的に折れ曲がっているが表面側音響管３０′及び裏面側音響管６０各々の経路長に対応する半波長となる周波数（又はこれと偶数倍の周波数）の音波の共振は下限周波数ｆ1よりも高いにもかかわらず生じ難くなる。
【００３８】
更に両音響管３０′，６０の内壁は何れも滑らか、つまり少なくとも半波長λ1/2よりも小さく且つ半波長λ2/2よりも大きい直線経路を有しないように旋回しているため、この再生周波数帯域内での共振が回避され、入出力周波数特性は平坦となる。言い換えれば、半波長λ1/2よりも小さく且つ半波長λ2/2よりも大きい直線経路による共振が回避され、入出力周波数特性が顕著に変動することが避けられる。そのために上述のように直線経路の最大値ｇを半波長λ2/2よりも小さくすればよい。
【００３９】
表面側音響管３０′及び裏面側音響管６０を滑らかに旋回させるために、旋回半径は旋回角について一定の割合で増加させ渦巻型とすれば設計が容易である。
【００４０】
また、表面側音響管３０′及び裏面側音響管６０を旋回軸に垂直な方向に旋回させ、一定の平面内に拡げる。これらは音場を絶縁しており各々の内部で伝搬する音波は干渉しない。これらを並列に重ね合わせても、音響再生装置２００の厚みは、外部ケース８０′の厚みに他ならず、その内部の厚みが少なくとも表面側音響管３０′と裏面側音響管６０のそれぞれの外形の高さと音源２０の厚みの合計にしかならず、小型携帯音響再生装置としての実装に便宜である。
【００４１】
表面側音響管３０′及び裏面側音響管６０各々の内径を小さくすることにより本実施例のように旋回間隔を設けると、これを通じて配線その他の微小な部材の配置も可能になる。これにより実装に好都合となる。そればかりではなく直線経路の最大値ｇを小さくし上限周波数ｆ2を高くして再生周波数帯域を広げることができる。
【００４２】
図５では表面側音響管３０′の他端に音孔４０を設けているが、表側空洞部１０′の一端、すなわち音源２０に対向する位置に音孔を設けることもできる。そうすれば、音源２０からの出力を直に放射しやすい。そのため音源２０の入出力特性が周波数により比較的平坦で良好な特性を示し、その特性を活用する場合には望ましい。このときでも機器の外部に漏洩し難い低域成分が補強され不快感を与える高域の出力が抑えられるため携帯音響機器で問題となる周囲への音漏れによる周囲への影響を低減できる。
【００４３】
なお、表面側音響管３０′の他端側に音孔４０′を設けたが、音孔４０は、何れか一方の音響管の他端に設ければよい。また、音孔４０′は裏面側音響管６０の他端側に設けるようにしてもよい。
【００４４】
本願第二の発明の音響再生装置も、表面側音響管３０′と裏面側音響管６０の内径が上限周波数に対応する第二の半波長よりも小さいため、上限周波数以下の周波数では両音響管３０′，６０の内径方向における共振を生じず周波数による入出力特性の顕著な変化を生じない。
【００４５】
経路長が下限周波数に対応する波長よりも大きい両音響管３０′，６０は、それぞれ表面側空洞部１０′と裏面側空洞部５０に接続され、その表面側空洞部１０′と裏面側空洞部５０に挟まれた音源１０はその両空洞部１０′，５０に同位相で音波を放射する。従って、放射された音波の波長が両音響管３０′，６０の全経路にわたる。
【００４６】
ここで、両音響管３０′，６０の内部の直線経路が上限周波数に対応する第二の半波長よりも大きく、下限周波数に対応する第一の半波長よりも小さいものを有しないため、下限周波数から上限の間の周波数領域では音響管の経路長方向における共振を生じず周波数による入出力特性の顕著な変化を生じない。音響管が旋回軸に垂直な方向に旋回することで、小型形態音響機器の実装に便宜であることは第一の発明と同様である。
【００４７】
本願第三の発明は、第二の発明について表面側空洞部１０′と裏面側空洞部５０との間の音波を相互に絶縁しているため、音響管全経路にわたる共振が誘発される。表面側空洞部１０′と裏面側空洞部５０とは、両音響管３０′，６０の旋回面に対し垂直に配置されており物理的に折れ曲がっているが、同位相で音波を発生する音源２０を挟んでいるため波長が各側の経路長とほぼ等しい共振は顕著に生じないためである。従って、表面側音響管３０′と裏面側音響管６０とを旋回面の垂直方向に多重化しながら音波が共振する経路を長くすることができるため、実装に要する空間を節約することができる。
【実施例３】
【００４８】
図６に、本願第二の発明の一種である本願第四の発明に係る音響再生装置３００の一態様を示す。図６（ａ）は音響再生装置３００の平面図、図６（ｂ）はＡ−Ａ断面図、図６（ｃ）はＢ−Ｂ断面図である。音響再生装置３００は、第１の導音部６７と第２の導音部６８を同一面に配置するようにしたものである。第１の導音部６７は、表面側音響管６４からなり、その一端が表面側空洞部６１と連続した空間を構成する。第２の導音部６８は、裏面側音響管６５からなり、その一端が裏面側空洞部６２と連続した空間である。各導音部６７，６８は、裏表を反転させれば同一形状であり、互いに嵌合する。表面側空洞部６１に表面が、裏面側空洞部６２に裏面が向けられるように音源６３が挟まれるように配置される。つまり、第１の導音部６７の旋回面と第２の導音部６８の旋回面が同一平面上に嵌合し、第１の導音部６７と第２の導音部６８の音源６８の一面が第１の導音部６７の一端と、音源６７の他面が第２の導音部６８の一端の間に挟まれるように配置される。なお、図６は上記した構成が、外側ケース８０″内に収納される例で示している。音孔６６の位置に外部音孔９０″が設けられている。
【００４９】
音響再生装置３００は、略半円柱状の２個の空洞部である表面側空洞部６１と裏面側空洞部６２の平面側を、音源６３を挟んで相対させて中央部を構成する。表面側音響管６４は、表面側空洞部６１の平面側の一方の端から裏面側空洞部６２に沿うように所定の幅をもって外側に滑らかに旋回し、その他方の端は丸みを帯びた形状で終端する。裏面側音響管６５は、表面側空洞部６１の平面側の一方の端と反対側の裏面側空洞部６２の端から表面側音響管６４と同じ幅でその外側に沿うように外側に向かって旋回し、その他方の端は丸みを帯びた形状で終端し、その終端付近に旋回軸と平行な方向に音孔６６を有している。音孔６６以外の部分では両音響管６４，６５は、外部と音場を絶縁する。表面側空洞部６１と裏面側空洞部６２との間も、音源６３と接している面以外では音場が絶縁される。
【００５０】
この例の音源６３は、図６（ｂ）のＡ−Ａ断面から明らかなように角型の例えば圧電素子である。その音源６３に音響信号が入力されると各々その表面及び裏面から表面側空洞部６１と裏面側空洞部６２に同位相の音波が放射されその内壁で反射して共振する。表面側音響管６４と裏面側音響管６５の経路長を各々等しくすると音源６３は、音響管全体の中間に配置されることになる。そうすると、裏面側音響管６５の他端に設けられた音孔６６に達した音波の一部が旋回軸と並行な方向に向けて外部に放射され、残りの一部が反射して両音響管６４，６５の内部で共振することとなる。
【００５１】
表面側空洞部６１と裏面側空洞部６２の内径及び、表面側音響管６４と裏面側音響管６５の内径ｄ及びその経路長Lとその直線経路についての形状条件は、上記した音響再生装置１００，２００と同じである。音響再生装置３００は、２個の音響管が同一平面に配置されるため全体の形状を薄くすることができる。
【００５２】
本願第四の発明は、第二の発明について表面側空洞部６１と裏面側空洞部６２との間の音波を相互に絶縁しているため、音響管全経路にわたる共振が誘発される。両側の外径と旋回間隔幅を等しくし、同一旋回面上で嵌合していることで物理的に折れ曲がっているが同位相で音波を発生する音源を挟んでいるため波長が各側の経路長とほぼ等しい共振が顕著に生じない。従って、音響管を同一旋回面で多重化しながら音波が共振する経路を長くすることができるため実装に要する空間を節約することができる。
【００５３】
本願第五の発明は、第一ないし第四の発明について音響管の旋回半径は旋回角について一定の割合で増加する渦巻形状をとる。これにより音響管内部の曲率や直線部が上限周波数に対応する第二の半波長よりも大きく、下限周波数に対応する第一の半波長よりも小さいものを有せずに滑らかな形状をとる。そのため、下限周波数から上限周波数の間の周波数領域では音響管の経路長方向における共振を生じず周波数による入出力特性の顕著な変化を生じない。
【００５４】
なお、上記何れの実施例についていえることであるが、下限周波数ｆ1以下の周波数帯域の成分の再生を排除することを必ずしも意味しない。むしろ、この周波数帯域で生じる共振を利用して、小型の音響再生装置で実現が困難な低域における入出力特性を助長することができる。音波が音響管内部を伝搬する過程で減衰したり、音孔からの音波の放射により必ずしも下限周波数ｆ1付近で入出力特性が顕著に極大化せず、なだらかに増強するからである。従って、入出力特性を補強する低域の代表周波数を当該下限周波数ｆ1とすることで、低域、すなわちその周辺の周波数帯域における入出力特性を改善できる。
【００５５】
それでも極大化が著しい場合には空洞部や音響管に音波の吸収・減衰が著しい部材を用いたり、音孔からの音波の放射を促進するため音孔の径を大きくすることが望ましい。逆に入出力特性の増強が不十分な場合には空洞部や音響管に音波の吸収・減衰を抑えるために音響インピーダンスの高く滑らかな内部表面を有する部材を用いたり、音波の放射を抑制するために径の小さい音孔を構成したり、より音波が透過しにくい部材で構成することが考えられる。
【００５６】
また、音源から空洞部や音響管や外部ケースに、直接振動を伝達すると異音の原因となる。振動を伝達させず、吸収させる部材として、これらに接触する部分に緩衝部をおくことが望ましい。例えば、塑性変形しやすい合成ゴム（ポリイソプレン、ブタジェンゴムなど）やゲル状の長鎖炭化水素類で接触させるとよい。
【００５７】
上記実施例１及び２に係る音響再生装置について、いずれも音波を絶縁する性質を有するＡＢＳ（アクリロニトリル（Acrylonitrile）、ブタジエン（Butadiene）、スチレン（Styrene）共重合合成樹脂）樹脂で空洞部や音響管を構成し、直径13mm、厚さ2mmの電気音響変換器を中心部に備え、経路長220mm（実施例２については表面側、裏面側各々一方）、断面の内径を4mm（旋回面に並行な方向）、5mm（旋回面に垂直な方向）として入出力特性を測定した。また最大旋回半径ｒ1を21mmとした。これにより最大直線経路ｇは34mmとなり、その半波長よりも短くなるように上限周波数ｆ2を5.0kHzと選択した。音孔の直径は3mmとし、音波を透過する部材は備えずに開放されている。これにより下限周波数ｆ1については実施例１，２各々0.39，0.77kHzとなる。そこで、図７に実施例１の、図８に実施例２の出力信号のパワーを入力信号のパワーで周波数ごとに除算して得られる入出力特性を示す。
【００５８】
図７のうち（ｉ）は音孔を音響管の他端に、（ｉｉ）は音孔を音源に対向する空洞部の表面に設けた例である。何れも、図２に見られるように低域で入出力特性が劣ったり顕著な周波数特性を示すものではない。とりわけ（ｉｉ）の周波数特性は平坦である。（ｉ）においても上限周波数ｆ2=5.0kHz以下では十数dB程度の変動に過ぎない。また、相対的に低域における入出力特性が補強され、下限周波数ｆ1=0.77kHz付近で緩やかな極大値をもつ。
【００５９】
図８のうち（ｉｉｉ）は音孔を音響管の他端に、（ｉｖ）は音孔を音源に対向する空洞部の表面に設けた場合である。何れも、図２にみられるように低域で入出力特性が劣ったり顕著な周波数特性を示すものではない。図７よりも入出力特性の周波数依存性が顕著に変動するようにみえるが、音響管の実質的な経路長が２倍になり下限周波数ｆ2=0.39kHzと半分になったために、内部での共振周波数もこれに応じて半分になり変動周期が短くなったに過ぎない。
【００６０】
何れも上限周波数ｆ2=5.0kHz以下では十数dBの変動に過ぎない。（ｉｉｉ）では高域での入出力特性の変動がやや顕著であるが、低域における補強効果も相対的に顕著となる。音源の入出力特性も考慮して、入力信号から出力される音圧までの系全体として周波数特性を考慮して、何れが適切か選択することができる。すなわち、再生周波数帯域の範囲内での入出力特性が周波数により平坦か否かを重視するか、相対的に低域の補強度合いを重視するかで選択が異なる。
【００６１】
例えば、図９に示すように低域における入出力特性が劣る音源（電気音響変換器）を用いた場合には、入力信号と出力される音波の間の周波数特性の平坦性を求める場合、（ｉ），（ｉｉｉ）のように低域成分が相対的に補強されるものが適切となる。
【００６２】
これらの実施例に示されるように、再生周波数帯域において平坦な入出力特性が得られ、入力信号により忠実な音響再生が可能になる。更に従来の小型の音響再生装置では得られにくい低域成分が増強される。ことに機器の外部に漏洩し難い低域成分が補強され、不快感を与える高域の出力が抑えられるため携帯音響機器で問題になる周囲への音漏れによる周囲への影響を低減できる。実施例３についても実施例２とほぼ同様な効果が得られる。
【図１】
2011244030.tif 000003
【図２】
2011244030.tif 000004
【図３】
2011244030.tif 000005
【図４】
2011244030.tif 000006
【図５】
2011244030.tif 000007
【図６】
2011244030.tif 000008
【図７】
2011244030.tif 000009
【図８】
2011244030.tif 000010
【図９】
2011244030.tif 000011