(57)【要約】【課題】イヤホンを用いて音楽鑑賞する場合に、再生音の音質を明瞭にし、長時間の音楽鑑賞を行っても使用者に疲労を与えないイヤホン用ダンピング制御回路を提供する。【解決手段】イヤホン用ダンピング制御回路１は、イヤホンとアンプの間にこれらと直列に接続されるものであり、直列に接続された第１抵抗器１１及び第２抵抗器１２と、前記第２抵抗器１２と並列に接続されたコンデンサ１３とを具えている。第１抵抗器１１の抵抗値は、第２抵抗器１２の抵抗値の略４分の１である。本発明のダンピング制御回路は、外耳道の音響特性に対応して、インピーダンスが再生音の各音域で適切に変化するので、外耳道の共振に起因するイヤホンの振動板の有害な振動が効果的に制動され、再生音の出力又は音圧の周波数特性が、低音域から高音域に亘ってほぼ一様となる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
イヤホンと、前記イヤホンに供給する電気信号を増幅するアンプとの間にて、これらと直列に接続されるイヤホン用ダンピング制御回路（１）であって、
直列に接続された第１抵抗器（１１）及び第２抵抗器（１２）と、前記第２抵抗器（１２）と並列に接続されたコンデンサ（１３）とを具え、
前記第１抵抗器（１１）の抵抗値は、前記第２抵抗器（１２）の抵抗値の略４分の１であるイヤホン用ダンピング制御回路。
【請求項２】
前記第１抵抗器（１１）の抵抗値と前記コンデンサ（１３）の静電容量の積は２９．１μｓ±１０％であり、前記第２抵抗器（１２）の抵抗値と前記コンデンサ（１３）の静電容量の積は１１１．６μｓ±１０％である請求項１に記載のイヤホン用ダンピング制御回路。
【請求項３】
前記第１抵抗器（１１）の抵抗値は、０．４７Ω±１０％であり、前記第２抵抗器（１２）の抵抗値は、１．８Ω±１０％であり、前記コンデンサ（１３）の静電容量は、６２μＦ±１０％である請求項２に記載のイヤホン用ダンピング制御回路。
【請求項４】
イヤホンに供給する電気信号を増幅するアンプと、前記イヤホンを具えるイヤホン装置が接続される出力端子（３３）とを具えており、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のイヤホン用ダンピング制御回路が、前記アンプ（３２）と前記出力端子（３３）との間に設けられているイヤホン用増幅装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のイヤホン用ダンピング制御回路（１ａ）（１ｂ）が、イヤホン（６ａ）（６ｂ）と入力プラグ（６２）の間に設けられているイヤホン装置。
【請求項６】
イヤホンに供給する電気信号を増幅するダイアモンド回路（３５）と、前記イヤホンを具えるイヤホン装置が接続される出力端子（３３）とを具えており、
前記ダイアモンド回路（３５）の出力段は、ＮＰＮトランジスタ（３６ａ）及びＰＮＰトランジスタ（３６ｂ）の各々のエミッタ同士を、２つの第１抵抗器（３７ａ）（３７ｂ）を直列に介して接続することにより構成され、
これら第１抵抗器（３７ａ）（３７ｂ）と前記出力端子（３３）の間に、前記第１抵抗器（３７ａ）（３７ｂ）の各々と直列に、第２抵抗器（１２ａ）及びコンデンサ（１３ａ）からなる並列回路が接続されているイヤホン用増幅装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オーディオ機器に使用されるイヤホン装置及びイヤホン用増幅装置に使用されるダンピング制御回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
イヤホンは、入力された電気信号の波形に対応した音圧を、使用者の耳の鼓膜に与えるものであり、従来より、オーディオ機器等に接続されて音楽鑑賞に使用されている。図７は、イヤホン（５）を人の耳（８）に当てた状況を示す概略図である。イヤホン（５）は、再生音に係る音圧を発生させる振動板（５１）と、入力される電気信号に基づき振動板（５１）を振動させる変換器（５２）と、これらが収められる有底筒状のカバー（５３）等とを具えている。カバー（５３）の開口側には、耳当て（５４）が装着されており、この耳当て（５４）が耳（８）と当接することによって、イヤホン（５）と鼓膜（８１）の間の空間である外耳道（８２）が密閉される。変換器（５２）が振動することにより発生した音圧は、外耳道（８２）を通って鼓膜を振動させる。
【０００３】
イヤホン（５）はオーディオ機器（９）が具える増幅装置（９１）に接続されており、電気信号は、増幅装置（９１）によって増幅されてイヤホン（５）に供給される。このようにしてイヤホン（５）を用いて音楽鑑賞をする場合、低音域及び中音域、さらには高音域において、再生音の音質が明瞭であること、さらに長時間の音楽鑑賞を行っても使用者に疲労を与えないことが望ましい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来、オーディオ機器（９）では、数十〜数百Ωの出力インピーダンスとなるように、ダンピング抵抗（９３）が、オーディオ機器（９）の出力端子（９２）と、増幅装置（９１）内のアンプ（９４）との間に直列に設けられている。これは、アンプ（９４）がイヤホン専用ではないために、一旦アンプ（９４）で増幅した電気信号を低減してイヤホン（５）に供給する必要があるためである。しかしながら、この場合、高音域での再生音の出力低下によって、高音域で再生音の音質が劣化する不都合が生じ、高域補償を行っても音質を改善することは困難である。一方、ダンピング抵抗（９３）を挿入せずに、増幅装置（９１）の出力インピーダンスを極めて低くした場合は、高音域における再生音の音質は改善される。しかし、この場合、長時間音楽鑑賞を行うと、使用者がかなりの疲労感を生じてしまう不都合がある。
【０００５】
本発明は、上記の問題を解決するものであり、イヤホンをアンプに接続して使用する場合に、特に高音域における再生音の音質の劣化を低減すると共に、使用者の疲労感を低減するイヤホン用ダンピング制御回路を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のイヤホン用ダンピング制御回路は、イヤホンと、前記イヤホンに供給する電気信号を増幅するアンプとの間にて、これらと直列に接続されるイヤホン用ダンピング制御回路であって、直列に接続された第１抵抗器及び第２抵抗器と、前記第２抵抗器と並列に接続されたコンデンサとを具え、前記第１抵抗器の抵抗値は、前記第２抵抗器の抵抗値の略４分の１である。
【０００７】
また、本発明のイヤホン用増幅装置は、イヤホンに供給する電気信号を増幅するアンプと、前記イヤホンを具えるイヤホン装置が接続される出力端子とを具えており、上記のイヤホン用ダンピング制御回路が、前記アンプと前記出力端子との間に設けられている。本発明のイヤホン装置は、上記のイヤホン用ダンピング制御回路が、イヤホンと入力プラグの間に設けられている。
【０００８】
【作用及び効果】
上記のダンピング制御回路では、低周波数領域において、第１抵抗器と第２抵抗器の直列回路が、インピーダンスに主に寄与し、高周波数領域においては、第１抵抗器が主にインピーダンスに寄与し、中周波数領域では、第１抵抗器、第２抵抗器、及びコンデンサがインピーダンスに寄与する。そして、第１抵抗器の抵抗値が第２抵抗器の抵抗値の略４分の１となっているので、ダンピング制御回路のインピーダンスが、外耳道の音響特性に対応するように再生音の各音域で適切に変化する。これにより、外耳道の共振に起因するイヤホンの振動板の有害な振動が効果的に制動され、再生音の出力又は音圧の周波数特性が、低音域から高音域に亘ってほぼ一様となる。従って、本発明によれば、イヤホンの再生音の音質が良好になり、さらにイヤホンを用いて長時間の音楽鑑賞を行っても使用者に疲労感は生じない。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図を用いて説明する。図１は、本発明のダンピング制御回路（１）の回路構成を示す。このダンピング制御回路（１）は、イヤホンに供給する電気信号を増幅するアンプとイヤホンとの間に、これらと直列に接続される。アンプで増幅された電気信号は、ダンピング制御回路（１）で処理された後イヤホンに出力される。
【００１０】
ダンピング制御回路（１）は、直列に接続された第１抵抗器（１１）及び第２抵抗器（１２）を具えている。第１抵抗器（１１）の抵抗値は、第２抵抗器（１２）の抵抗値よりも小さい。さらに、ダンピング制御回路（１）は、第２抵抗器（１２）と並列に接続されたコンデンサ（１３）を具えている。本実施例では、第１抵抗器（１１）の抵抗値とコンデンサ（１３）の静電容量の積である時定数を２９．１μｓとしており、第２抵抗器（１２）の抵抗値とコンデンサ（１３）の静電容量の積である時定数を１１１．６μｓとしている。また、本実施例では、第１抵抗器（１１）の抵抗値を０．４７Ωとしており、第２抵抗器（１２）の抵抗値を１．８Ω、コンデンサ（１３）の静電容量を６２μＦとしている。第１抵抗器（１１）の抵抗値は、第２抵抗器（１２）の抵抗値の略４分の１となっている。なお、第１抵抗器（１１）及び第２抵抗器（１２）の抵抗値と、コンデンサ（１３）の静電容量とが、前記数値の±１０％の範囲以内にある場合において、本発明の効果を確認することができた。
【００１１】
本実施例のダンピング制御回路（１）では、１ｋＨｚ未満の周波数において、第１抵抗器（１１）と第２抵抗器（１２）の直列回路が、ダンピング制御回路（１）のインピーダンスに主に寄与する。４ｋＨｚを超える周波数においては、電流がほとんどコンデンサ（１３）を通るために、第１抵抗器（１１）が主にインピーダンスに寄与する。１〜４ｋＨｚの周波数では、第１抵抗器（１１）、第２抵抗器（１２）、コンデンサ（１３）の全てがほぼ同程度でインピーダンスに寄与する。
【００１２】
図２に、外耳道の一般的な音響特性を示す。横軸は音波の周波数（Ｈｚ）、縦軸は音響利得（鼓膜上音圧／外耳道入口音圧）（ｄＢ）である。外耳道の音響利得は１ｋＨｚ未満ではほぼ一定であるが、３〜４ｋＨｚ付近で最大１０ｄＢ程度となる共振特性を有している。図３は、本発明のダンピング制御回路（１）のインピーダンスの周波数特性である。ダンピング制御回路（１）のインピーダンスは、周波数の増加に伴い単調減少している。１ｋＨｚ未満の低音域に相当する周波数領域では１．９〜２．３Ω程度でほぼ一定である。２ｋＨｚ付近の中音域に相当する周波数領域で、低音域に相当する周波数領域の略半分程度の値になる。そして、ダンピング制御回路（１）のインピーダンスは、３〜４ｋＨｚの周波数領域にてさらに減少し、周波数が１０ｋＨｚを超えると０．５Ω程度でほぼ一定になる。
【００１３】
イヤホンのインピーダンスは、一般的に周波数によらずほぼ一定である。従って、図３に示すインピーダンスの周波数特性を有する本実施例のダンピング制御回路（１）を、アンプとイヤホンの間に直列に挿入すると、外耳道の音響利得が最大となる３〜４ｋＨｚの周波数領域でダンピングファクタ（イヤホン装置のインピーダンスをイヤホンからアンプを見た出力インピーダンスで割った値）が大きくなり、外耳道の共振特性に伴うイヤホンの振動板の有害な振動が効果的に制動される。さらに、再生音の出力又は音圧の周波数特性は、低音域から３〜４ｋＨｚの高音域に亘って一様となる。これらにより、本実施例のダンピング制御回路（１）を用いることで、特に、高音域における再生音の音質の劣化が低減される共に、使用者の疲労感も低減されている。
【００１４】
図４は、図１のダンピング制御回路が組み込まれたイヤホン用増幅装置（３）の回路構成図である。本実施例のイヤホン用増幅装置（３）は、オーディオ機器とイヤホンの間に挿入されて、オーディオ機器からの電気信号を増幅してイヤホンに供給する。入力端子（３１）は、オーディオ機器のオーディオ出力端子（図示せず）と接続される。入力端子（３１）に入力された電気信号は、アンプ（３２）で増幅されて、出力端子（３３）に至る。出力端子（３３）にはイヤホンを具えたイヤホン装置の入力端子が接続される。アンプ（３２）と出力端子（３３）との間には、上記のダンピング制御回路（１）がこれらと直列に接続されている。
【００１５】
入力端子（３１）とアンプ（３２）の間には、ローパスフィルタ（３４）が設けられている。ローパスフィルタ（３４）は、入力端子（３１）とアンプ（３２）との間に直列に接続された抵抗器（３４ａ）と、該抵抗器（３４ａ）と並列に接続された抵抗器（３４ｂ）及びコンデンサ（３４ｃ）からなる直列回路とから構成されている。ローパスフィルタ（３４）は必ずしも設ける必要はないが、ダンピング制御回路（１）の作用によって、高音域と比較して低音域の信号の減衰が顕著である場合には、イヤホンの再生音の音質を向上させるために効果的である。
【００１６】
なお、通常、オーディオ機器からは、左側音声信号Ｌと右側音声信号Ｒからなる２つの電気信号が出力されるので、左側音声信号Ｌ用のイヤホン用増幅装置と、右側音声信号Ｒ用のイヤホン用増幅装置とがユニット化されて、一つのイヤホン用増幅装置が構成される。
【００１７】
図５は、本発明に係るイヤホン用増幅装置の第２実施例の回路構成図である。このイヤホン用増幅装置（３）は、信号を増幅するためにダイヤモンド回路（３５）を使用しており、該ダイヤモンド回路（３５）と出力端子（３３）との間に直列に、抵抗器（１２ａ）とコンデンサ（１３ａ）からなる並列回路が設けられている。ダイヤモンド回路（３５）の出力段は、ＮＰＮトランジスタ（３６ａ）及びＰＮＰトランジスタ（３６ｂ）の各々のエミッタ同士を、保護用の２つの抵抗器（３７ａ）（３７ｂ）を直列に介して接続することにより構成されている。これら抵抗器（３７ａ）（３７ｂ）の間に、上記並列回路が接続されている。本実施例のイヤホン用増幅装置（３）において、これら抵抗器（３７ａ）（３７ｂ）は、単に回路保護の用途の他に、上記抵抗器（１２ａ）及びコンデンサ（１３ａ）と組み合わされてダンピング制御回路を構成している。本実施例では、抵抗器（３７ａ）（３７ｂ）の抵抗値は、共に０．４７Ωであり、抵抗器（１２ａ）の抵抗値は、１．８Ωとしている。また、コンデンサ（１３ａ）の静電容量を６２μＦとしている、
【００１８】
出力段のＮＰＮトランジスタ（３６ａ）のベースは、ドライブ段のＰＮＰトランジスタ（３６ｃ）のエミッタと接続されている。出力段のＰＮＰトランジスタ（３６ｂ）のベースは、ドライブ段のＮＰＮトランジスタ（３６ｄ）のエミッタと接続されている。２つのＮＰＮトランジスタ（３６ａ）（３６ｄ）のコレクタには、正極用電池（３８ａ）により駆動電圧が印加される。また、２つのＰＮＰトランジスタ（３６ｂ）（３６ｃ）には、負極用電池（３８ｂ）により駆動電圧が印加される。なお、正極用電池（３８ａ）と並列に、発振防止用のバイパスコンデンサ（３９ａ）が接続されており、負極用電池（３８ｂ）と並列に、バイパスコンデンサ（３９ｂ）が接続されている。
【００１９】
出力段のＮＰＮトランジスタ（３６ａ）のコレクタと、ドライブ段のＰＮＰトランジスタ（３６ｃ）のエミッタとは、駆動用抵抗器（３７ｃ）を介して接続されている。また、出力段のＰＮＰトランジスタ（３６ｂ）のコレクタと、ドライブ段のＮＰＮトランジスタ（３７６）のエミッタとは、駆動用抵抗器（３７ｄ）を介して接続されている。
【００２０】
抵抗器（３４ａ）と、該抵抗器（３４ａ）と並列に接続された抵抗器（３４ｂ）及びコンデンサ（３４ｃ）からなる直列回路とは、低音域補正用のローパスフィルタ（３４）を構成している。また、抵抗器（３４ａ）と並列に、信号レベル調整用の抵抗器（４１）が接続されており、さらに、高周波対策用のコンデンサ（４２）も接続されている。
【００２１】
図６は、図１に示したダンピング制御回路（１）を具えたイヤホン装置（６）の概要図である。該イヤホン装置（６）は、右側音声信号イヤホン（６ａ）（以下、右側イヤホンと称す）と、左側音声信号用イヤホン（６ｂ）（以下、左側イヤホンと称す）を具えており、夫々信号伝送線（６１ａ）（６１ｂ）を介してステレオ入力プラグ（６２）と接続されている。イヤホン装置（６）のステレオ入力プラグ（６２）は、オーディオ機器のイヤホン接続用端子に差し込まれる。ステレオ入力プラグ（６２）と右側イヤホン（６ａ）との間には、右側イヤホン用のダンピング制御回路（１ａ）が設けられており、ステレオ入力プラグ（６２）と左側イヤホン（６ｂ）との間には、左側音声信号用イヤホン用のダンピング制御回路（１ｂ）が設けられている。これらダンピング制御回路（１ａ）（１ｂ）は、図１に示した構成を夫々具えている。
【００２２】
従来のイヤホン装置を用いて音楽鑑賞をする場合に、図４又は図５に示すようなダンピング制御回路（１）を具えたイヤホン用増幅装置（３）を用いて、オーディオ機器からの電気信号を増幅してイヤホンに供給することにより、低音域及び中音域、さらには高音域において明瞭な音質が得られ、長時間の音楽鑑賞を行っても使用者の疲労が少なくなる。また、携帯用オーディオ機器には、アンプとイヤホン接続用端子が直接接続されている増幅装置が内蔵されているので、図６に示すようなダンピング制御回路（１ａ）（１ｂ）を具えたイヤホン装置（６）をこのようなオーディオ機器に接続して使用することにより、上記と同様な利益を得ることができる。
【００２３】
上記実施例の説明は、本発明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。本発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るイヤホン用ダンピング制御回路の回路図である。
【図２】外耳道の音響特性を示すグラフである。
【図３】本発明に係るダンピング制御回路のインピーダンス周波数特性を示すグラフである。
【図４】本発明に係るイヤホン用増幅装置の回路図である。
【図５】本発明に係るイヤホン用増幅装置の第２実施例の回路構成図である。
【図６】本発明に係るイヤホン装置の概要図である。
【図７】イヤホン装置を人間の耳に当てた状況を示す概略図である。
【符号の説明】
（１）        イヤホン用ダンピング制御回路
（１１）    第１抵抗器
（１２）    第２抵抗器
（１３）    コンデンサ
（３）        イヤホン用増幅装置
（３２）    アンプ
（３３）    出力端子
（５）    イヤホン装置
（６）    イヤホン装置
（６ａ）（６ｂ）  イヤホン
（６２）        入力プラグ
（９）        増幅装置
【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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