(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッドホンであって、
包囲区域を画定するハウジングと、
前記包囲区域を前部区域および後部区域へと分割する電気音響変換器と、
前記ヘッドホンが装着されたときに使用者の外耳道に対して前記前部区域を結合するように構成された前記ハウジングの第1のポートと、
前記ヘッドホンが装着されたときに前記使用者の耳の外側の空間に対して前記前部区域を結合するように構成された前記ハウジングの第2のポートと、
前記ヘッドホンが装着されたときに前記使用者の前記耳の外側の空間に対して前記後部区域を結合するように構成された前記ハウジングの第3のポートと、
前記ヘッドホンが装着されたときに前記第1のポートを包囲するように構成されたイヤーチップであって前記耳の外側の空間から前記外耳道を封止するためのフラップを含むイヤーチップと、を備え、
前記第2のポートが高リアクタンス性の成分および低抵抗性の成分を備えた音響インピーダンスを音響質量に提供する径および長さを有した、ヘッドホン。
【請求項２】
前記第2のポートが、低周波数における低い音響インピーダンスと高周波数における高い音響インピーダンスとを前記第2のポートに提供する径および長さを有する、請求項1に記載のヘッドホン。
【請求項３】
前記ハウジングが、前記イヤーチップを保持するための延長タブを備え、
前記第2のポートが、前記延長タブに隣接して配置された前記ハウジングからの出口を含み、前記延長タブは前記第1のポートと前記第2のポートの出口との間に位置している、請求項1に記載のヘッドホン。
【請求項４】
前記イヤーチップが、前記第2のポートの出口を包囲するように配置された空洞を含み、前記イヤーチップは、前記第2のポートの出口が遮断されるのを防ぐ、請求項3に記載のヘッドホン。
【請求項５】
前記空洞が前記第2のポートに対して付加的な音響インピーダンスを提供しない、請求項4に記載のヘッドホン。
【請求項６】
前記イヤーチップが少なくとも2つの異なる硬度を有する材料から形成され、前記空洞を画定する前記イヤーチップの部分の硬度が、前記封止を形成する前記イヤーチップの部分の硬度より大きい、請求項4に記載のヘッドホン。
【請求項７】
前記電気音響変換器はダイヤフラムを含み、前記ダイヤフラムは、第1の平面によって概して特徴付けられ、前記第1の平面に対して垂直な第1の軸線に沿って径方向に対称であり、かつ外側縁部によって境界画成され、
前記第1のポートが入口から前記電気音響変換器の前記外側縁部近傍の前記前部区域へと延在し、
前記第2のポートが入口から前記前部区域へと延在し、前記第2のポートの入口が前記第1の軸線を前記第1のポートの入口に対して接続する線に沿って配置されている、
請求項1に記載のヘッドホン。
【請求項８】
前記第2のポートの入口が前記第1のポートと前記第1の軸線との間で前記ダイヤフラムに面して配置された、請求項7に記載のヘッドホン。
【請求項９】
前記第1のポートが前記第2のポートより低い固有音響インピーダンスを有する、請求項1に記載のヘッドホン。
【請求項１０】
前記第2のポートが20Hzにおいて少なくとも6.8×106、かつ、3kHzにおいて少なくとも3.1×107の固有音響インピーダンスを有する、請求項9に記載のヘッドホン。
【請求項１１】
前記第3のポートが20Hzにおいて少なくとも8.0×106、かつ、3kHzにおいて少なくとも3.1×108の固有音響インピーダンスを有する、請求項10に記載のヘッドホン。
【請求項１２】
前記第2のポートが20Hzにおいて少なくとも6.8×106、かつ、3kHzにおいて少なくとも3.1×107の固有音響インピーダンスを有する、請求項1に記載のヘッドホン。
【請求項１３】
前記ヘッドホンが装着されたときに使用者の前記耳の外側の空間に対して前記前部区域を結合するように構成された前記ハウジングの第4のポートをさらに備え、前記第4のポートが、前記第4のポートに高抵抗性の成分と低リアクタンス性の成分とを備えた高い音響インピーダンスを提供する径および長さを有する、請求項1に記載のヘッドホン。
【請求項１４】
前記第4のポートが、3kHzにおいて少なくとも2.0×107kg/m4の固有音響インピーダンスを有する、請求項13に記載のヘッドホン。
【請求項１５】
ヘッドホンであって、
包囲区域を画定するハウジングと、
前記包囲区域を前部区域および後部区域へと分割する電気音響変換器と、
前記ヘッドホンが装着されたときに使用者の外耳道に対して前記前部区域を結合するように構成された前記ハウジングの第1のポートと、
前記ヘッドホンが装着されたときに、前記使用者の耳の外側の空間に対して前記前部区域を結合するように構成され、20Hzにおいて少なくとも6.8×106、かつ3kHzにおいて少なくとも3.1×107の固有音響インピーダンスを備えた前記ハウジングの第2のポートと、
前記ヘッドホンが装着されたときに、前記使用者の前記耳の外側の空間に対して前記後部区域を結合するように構成され、20Hzにおいて少なくとも8.0×106、かつ、3kHzにおいて少なくとも3.1×108の固有音響インピーダンスを備えた前記ハウジングの第3のポートと、
前記ヘッドホンが装着されたときに前記第1のポートを包囲するように構成されたイヤーチップであって前記ハウジングと前記外耳道との間で封止を形成するイヤーチップと、を備える、ヘッドホン。
【請求項１６】
前記ハウジングが前記イヤーチップを保持するための延長タブを備え、
前記第2のポートが前記延長タブに隣接して配置された前記ハウジングからの出口を含み、前記延長タブは前記第1のポートと前記第2のポートの出口との間に位置している、請求項15に記載のヘッドホン。
【請求項１７】
前記イヤーチップが、前記第2のポートの出口を包囲するように配置された空洞を含み、前記イヤーチップは、前記第2のポートの出口が遮断されるのを防ぐ、請求項16に記載のヘッドホン。
【請求項１８】
前記空洞が前記第2のポートに対して付加的な音響インピーダンスを提供しない、請求項17に記載のヘッドホン。
【請求項１９】
前記イヤーチップが少なくとも2つの異なる硬度を有する材料から形成され、前記空洞を画定する前記イヤーチップの部分の硬度が、前記封止を形成する前記イヤーチップの部分の硬度より大きい、請求項17に記載のヘッドホン。
【請求項２０】
前記電気音響変換器はダイヤフラムを含み、前記ダイヤフラムは、第1の平面によって概して特徴付けられ、前記第1の平面に対して垂直な第1の軸線に沿って径方向に対称であり、かつ外側縁部によって境界画成され、
前記第1のポートが入口から前記電気音響変換器の前記外側縁部近傍の前記前部区域へと延在し、
前記第2のポートが入口から前記前部区域へと延在し、前記第2のポートの入口が前記第1の軸線を前記第1のポートの入口に対して接続する線に沿って配置されている、
請求項15に記載のヘッドホン。
【請求項２１】
前記第2のポートの入口が前記第1のポートと前記第1の軸線との間で前記ダイヤフラムに面して配置された、請求項20に記載のヘッドホン。
【請求項２２】
ヘッドホンであって、
外耳道および前記ヘッドホンの前部空洞部を含む包囲区域を形成するように前記外耳道に対して前記ヘッドホンを封着するように構成されたイヤーチップと、
可聴スペクトラムに亘る一定の応答を提供するように、前記ヘッドホンの外側の空間に対してそれ以外の点では封止状態の前記前部空洞部を結合する前部リアクタンスポートと、
封止と組み合わされることで所定の入力信号レベルに対して高レベルの出力を提供するように、前記ヘッドホンの外側の空間に対して後部空洞部を並列に結合する後部リアクタンスポートおよび後部レジスタンスポートと、を備えた、ヘッドホン。
【請求項２３】
前記ヘッドホンが20Hzにおいて6.8×106よりも低く、かつ3kHzにおいて3.1×107よりも低い固有音響インピーダンスを通して前記外耳道に対して結合されている、請求項22に記載のヘッドホン。
【請求項２４】
前記前部リアクタンスポートが、20Hzにおいて少なくとも6.8×106、かつ、3kHzにおいて少なくとも3.1×107の固有音響インピーダンスを有する、請求項22に記載のヘッドホン。
【請求項２５】
前記後部リアクタンスポートが、20Hzにおいて少なくとも8.0×106、かつ、3kHzにおいて少なくとも3.1×108の固有音響インピーダンスを有する、請求項22に記載のヘッドホン。
【請求項２６】
前記前部リアクタンスポートに対して並列に、前記ヘッドホンの外側の空間に対して前記前部空洞部を並列に結合する前部レジスタンスポートをさらに備え、前記前部レジスタンスポートが、3kHzにおいて少なくとも2.0×107kg/m4の固有音響インピーダンスを有する、請求項22に記載のヘッドホン。
【請求項２７】
ヘッドホンであって、外耳道および前記ヘッドホンの前部空洞部を含む包囲区域を形成するように前記外耳道に対して前記ヘッドホンを封着するように構成されたイヤーチップと、
可聴スペクトラムに亘る一定の応答を提供するように前記ヘッドホンの外側の空間に対してそれ以外の点では封止状態の前記前部空洞部を並列に結合する前部リアクタンスポートおよび前部レジスタンスポートと、を備える、ヘッドホン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、イヤホンにおける圧力均等化に関する。
【背景技術】
【０００２】
オーディオヘッドホン、特に、使用者の外耳道または外耳道入口において少なくとも部分的に載置されることを意図されたインイヤーイヤホンは、互いに対してまたは自由空間に対してイヤホン内の区域を外耳道に対して結合するいくつかの開口部またはポートを有することがある。図1に示されるように、通常のイヤホン10は、電気音響変換器、または駆動器18によって本体内で遮断された前部空洞部14および後部空洞部16を画定するハウジング12を有する。主要出力ポート20は、使用者が駆動器18によって生成された音声を聞くことができるように、外耳道に対して前部空洞部を結合する。後部ポート22および24は、米国特許第7916888号に記載のように、出力ポート20を通して後部空洞部の音響特性および音声出力または応答におけるそれらの効果を制御するために自由空間に対して後部空洞部を結合し、その全体の内容は、参照により本明細書に組み込まれる。米国特許第8594351号に記載のように前部ポート26は、同様に前部空洞部の音響特性を制御し、その全体の内容は、参照により本明細書に組み込まれる。前部ポート26はそれが自由空間に対して前部空洞部を結合するため、圧力均等化(PEQ)ポートとしてさらに機能する。PEQポートは、イヤホンが耳の中へと挿入されたときに前部空洞部内で生成された圧力を緩和させるために機能する。イヤーチップ28は、ハウジング12と耳との間の人間工学的インタフェースとして機能する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第7916888号
【特許文献２】米国特許第8594351号
【特許文献３】米国特許出願公開第2013/230204号
【特許文献４】米国特許第8249287号
【特許文献５】米国特許出願第13/606149号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
概して、1つの態様において、ヘッドホンは、包囲区域を画定するハウジングと、包囲区域を前部区域および後部区域へと分割する電気音響変換器と、ヘッドホンが装着されたときに前部区域を使用者の外耳道へと結合するように構成されたハウジングの第1のポートと、ヘッドホンが装着されたときに前部区域を使用者の耳の外側の空間に対して結合するように構成されたハウジングの第2のポートと、ヘッドホンが装着されたときに後部区域を使用者の耳の外側の空間に対して結合するように構成されたハウジングの第3のポートと、ヘッドホンが装着されたときに第1のポートを包囲するように構成されたイヤーチップであって耳の外側の空間から外耳道を封止するためのフラップを含むイヤーチップと、を含む。第2のポートは、高リアクタンス性の成分および低抵抗性の成分を備えた音響インピーダンスを音響質量に提供する径および長さを有する。
【０００５】
実施形態は、任意の組合せにおいて、以下の1つまたは複数を含んでも良い。第2のポートは、低周波数における低い音響インピーダンスと高周波数における高い音響インピーダンスとを第2のポートに提供する径および長さを有する。ハウジングは、イヤーチップを保持するための延長タブを備えても良く、第2のポートが、延長タブに隣接して配置されたハウジングからの出口を含んで良く、延長タブは、第1のポートと第2のポートの出口との間で延在している。イヤーチップは、第2のポートの出口を包囲するように配置された空洞を含んでも良く、イヤーチップは、第2のポートの出口が遮断されるのを防ぐ。空洞は、第2のポートに対して付加的な音響インピーダンスを提供しなくても良い。イヤーチップが少なくとも2つの異なる硬度(hardnesses)を有する材料から形成され、空洞を画定するイヤーチップの部分の硬度は、封止を形成するイヤーチップの部分の硬度より大きい。変換器はダイヤフラムを含んでも良く、ダイヤフラムは、第1の平面によって概して特徴付けられ、平面に対して垂直な第1の軸線に沿って径方向に対称であり、かつ外側縁部によって境界画成され、第1のポートが入口から変換器の外側縁部近傍の前部区域へと延在し、第2のポートが入口から前部区域へと延在し、第2のポートの入口が第1の軸線を第1のポートの入口に対して接続する線に沿って配置される。第2のポートの入口は、第1のポートと第1の軸線との間でダイヤフラムに面して配置されても良い。
【０００６】
第1のポートは、第2のポートより低い固有音響インピーダンスを有しても良い。第2のポートは、20Hzにおいて少なくとも6.8×106、かつ、3kHzにおいて少なくとも3.1×107の固有音響インピーダンスを有しても良い。第3のポートは、20Hzにおいて少なくとも8.0×106、かつ、3kHzにおいて少なくとも3.1×108の固有音響インピーダンスを有しても良く、第2のポートは、20Hzにおいて少なくとも6.8×106、かつ、3kHzにおいて少なくとも3.1×107の固有音響インピーダンスを有しても良い。ハウジングにおける第4のポートは、ヘッドホンが装着されたときに使用者の耳の外側の空間に対して前部区域を結合するように構成されても良く、第4のポートが、第4のポートに高抵抗性の成分と低リアクタンス性の成分とを備えた高い音響インピーダンスを提供する径および長さを有する。第4のポートが、3kHzにおいて少なくとも8.3×107kg/m4の固有音響インピーダンスを有しても良い。
【０００７】
概して、1つの態様において、ヘッドホンは、包囲区域を画定するハウジングと、包囲区域を前部区域および後部区域へと分割する電気音響変換器と、ヘッドホンが装着されたときに使用者の外耳道に対して前部区域を結合するように構成されたハウジングにおける第1のポートと、ヘッドホンが装着されたときに、20Hzにおいて少なくとも6.8×106、かつ3kHzにおいて少なくとも3.1×107の固有音響インピーダンスを備えた、使用者の耳の外側の空間に対して前部区域を結合するように構成されたハウジングにおける第2のポートと、ヘッドホンが装着されたときに、20Hzにおいて少なくとも8.0×106、かつ、3kHzにおいて少なくとも3.1×108の固有音響インピーダンスを備えた、使用者の耳の外側の空間に対して後部区域を結合するように構成されたハウジングにおける第3のポートと、ヘッドホンが装着されたときに第1のポートを包囲するように構成されたイヤーチップであってハウジングと外耳道との間で封止を形成するイヤーチップと、を備える。
【０００８】
概して、1つの態様において、ヘッドホンは、外耳道およびヘッドホンの前部空洞部を含む包囲区域を形成するように外耳道に対してヘッドホンを封着するように構成されたイヤーチップと、可聴スペクトラムに亘る一定の応答を提供するように、ヘッドホンの外側の空間に対してそれ以外の点では封止状態の(otherwise-sealed)前部空洞部を結合する前部リアクタンスポートと、封止と組み合わされることで所定の入力信号レベルに対して高レベルの出力を提供するように、ヘッドホンの外側の空間に対して後部空洞部を並列に結合する後部リアクタンスポートおよび後部レジスタンスポートと、を備える。
【０００９】
実施形態は、任意の組合せにおいて以下の1つまたは複数を含んでも良い。ヘッドホンは、20Hzにおいて6.8×106よりも低く、かつ3kHzにおいて3.1×107よりも低い固有音響インピーダンスを通して外耳道に対して結合されても良い。前部リアクタンスポートは、20Hzにおいて少なくとも6.8×106、かつ、3kHzにおいて少なくとも3.1×107の固有音響インピーダンスを有しても良く、後部リアクタンスポートは、20Hzにおいて少なくとも8.0×106、かつ、3kHzにおいて少なくとも3.1×108の固有音響インピーダンスを有しても良い。
【００１０】
利点は、可聴スペクトラムに亘る一定した応答の提供と、外耳道の封止により引き起こされる閉塞効果の低減とを含む。
【００１１】
上述の全ての例および特徴は、任意の技術的に可能な方法で結合され得る。他の特徴および利点は、詳細な説明および特許請求の範囲から明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】イヤホンの断面図を示す。
【図２】イヤホンの断面図を示す。
【図３】図2のイヤホンの斜視図を示す。
【図４】図2のイヤホンの斜視図を示す。
【図５】イヤホンの応答性のグラフを示す。
【図６】イヤホンの応答性のグラフを示す。
【図７】イヤホンの応答性のグラフを示す。
【図８】イヤホンの断面図を示す。
【図９】図2のイヤホンの概略的平面図を示す。
【図１０】イヤホンの断面図を示す。
【図１１】図2のイヤホンの斜視図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
概して、ヘッドホン、特にインイヤーヘッドホンは、耳に対していかに良く封着するかに関して広く2つのカテゴリーに分けられる。ヘッドホンの遮断は、外耳道と周囲との間の空気の流れ(および音声圧力の漏れ)を防ぐ、外耳道に対して駆動器を結合する封止された前部空洞部を形成することが意図される。開放されたヘッドホンは、こうした封止部を形成しないことが意図され、これにより、空気、それゆえ音声が、周囲と外耳道との間で流れ得る。多くの場合において、遮断と開放との間の選択は、忠実性、感度、遮断および快適さとしてのこうした要因を平衡化させるためになされる。当然のことながら、これらの任意の要因の制御は、ヘッドホン音響の適した構成を要する。開放ヘッドホンは、外側のノイズからの妨害に対してより敏感になる傾向があり、一方で遮断ヘッドホンは、より快適さが劣る傾向がある。
【００１４】
遮断ヘッドホンの快適さがより劣る傾向がある理由の1つは、他の形式よりも、耳の皮膚においてそれらがより圧力を付与するといった単純な事実を超えて、それらがいわゆる閉塞効果を生じさせることにあり、彼の耳が封止されたときに、彼自身の声の、使用者の知覚の歪みとなる。イヤホン、耳栓または指のいずれかによって、使用者の耳が遮断されたとき、口から耳へと空気を通して伝わる使用者の声の高周波成分は、減衰される。同時に、声の低周波成分は、頭を通してかつ直接的に外耳道の側壁を通して外耳道へと伝わり、耳が開放されたときの音の大きさに対し、封止された外耳道の音響効果によって増幅される。これらの音は、単に高周波音がないときに存在するものではなく、外耳道の内側の封止の開始の結果、実質的に増幅される。全体効果は、使用者の音声をより深くかつ不自然にするが、彼に対してのみそうなる。話していないときでさえ、血流および顎の動きのような音は、封止された外耳道によって増幅され、何が耳を封止するかの物理的存在とは独立して閉塞感を生じさせる。外耳道を封止するイヤホンは、彼の、周囲の音の知覚である、使用者の状況認識にも影響し得る。時折これは望まれるが、他のときには望まれない。図1に示されたようなPEQポートは、外耳道内の圧力のいくつかを緩和することによって、閉塞効果を低減することができるが、それらは概して低周波出力および遮断も低減させ、第1の場所において遮断イヤホンを使用することによって得ることを意図される利点のいくつかをなくしてしまう。
【００１５】
以下に説明されるように、外耳道を封止する、イヤホンにおけるPEQポートおよび後部空洞ポートは、閉塞効果が最小化され、向上された感度およびその結果としての外耳道に対してイヤホンを封着することにより提供される応答特性に対する制御を失うことなく、状況認識が向上されるように構成される。イヤーチップの封止は、様々な適合に亘る一定の低周波音響応答も提供する。図2および図4に示されるように、こうしたヘッドホン200は、イヤーチップ228から延在する封止鍔部230を有する。図3は、イヤーチップを取り除いたヘッドホン200を示す。鍔部は、米国特許出願公開第2013/230204号に記載のように、その中へと深く突出させることなく外耳道を封止するように、使用者の外耳道と耳甲介との間の遷移部の縁部に接触し、その内容は、参照により本明細書に組み込まれる。これとの組合せにおいて、前部空洞部214を耳の外側の空間に対して結合させるPEQポート226は、リアクタンス性であるように構成され、すなわち、ポートは、その内部の空気がポートに低周波数における低い音響インピーダンスと高周波数における高い音響インピーダンスとを提供する音響質量として振る舞うように寸法化される。後部ポート222および224は、後部空洞部216を耳の外側の空間に対して結合し、リアクタンス性およびレジスタンス性のインピーダンスをそれぞれ提供し、さらにヘッドホンの応答を調整する。図1のように、ハウジング212は、駆動器218によって遮断された前部空洞部および後部空洞部を画定する。ノズル220は、前部空洞部を外耳道に対して接続する。
【００１６】
図3および図4は、図3の明確化のためイヤーチップ228を取り除いた同じイヤホンの外観を示す。ハウジング212は、リアクタンスポート222を含む伸長部202を含む。タブ204(図3)は、搭載されたときにイヤーチップ228(図4)を保持する。この例において、PEQポート226は、保持するタブ204の下でハウジングから出る。これはイヤホンが耳の中に載置されたときにPEQポートが遮断されるのを防ぐ利点を有する。
【００１７】
図4に示されるように、イヤーチップの形状の隙間206は、PEQポートを包囲し、さらにポートが遮断されるのを防ぐ。図4は、イヤーチップ228から延在する選択的配置および保持部材232をさらに示し、米国特許第8249287号に記載のようにイヤホンの配置および保持を支援するように耳の耳介において載置し、その内容は、参照により本明細書に組み込まれる。後部空洞ポートの構成および包装のための他の選択は、米国特許出願第13/606149号に記載され、その内容は、参照により本明細書に組み込まれる。ワイヤー出口210は、ワイヤーが、有線ヘッドセットにおけるケーブルまたはワイヤレスまたはアクティヴヘッドセットにおける一体化された電子機器へと至るように、ハウジング212の内側の駆動器から通るのを可能とする。
【００１８】
図5は、図2に示されたようなイヤホンの2つの可能な応答曲線を示し、特に、後部空洞部区域216と共振するリアクタンス性後部空洞部222の効果を示す。前部空洞部および後部空洞部は、空気の区域をそれぞれ包囲し、したがって音響コンプライアンスをそれぞれ有する。駆動器218は、移動質量および音響コンプライアンスを有し、この音響コンプライアンスは体積の単位、すなわちcm3でも計測され、均等な音響コンプライアンスを有する空気の体積を示す。後部空洞部および駆動器の質量のコンプライアンスは、周波数応答において共振を形成し、図5における曲線304および306、曲線308におけるピーク302において示され得る。0.15cm3の後部空洞部および20から50cm3のコンプライアンスを備えた駆動器と2.5から20mgの移動質量とを備えた典型的なイヤホンにおいて、共振は、1から3kHzまでの間である。後部空洞部におけるリアクタンスポート222は、音響質量も有し(それゆえ質量ポートと称されることがある)、この質量は、曲線304おける底値310および曲線308における底値312に示される、応答におけるヌル(null)を形成するように、後部空洞部コンプライアンスと共振する。いくつかの例において、質量ポートヌルが駆動器ピークの少なくとも1オクターブ下であると望ましい。これを行うことにより、レジスタンスポート224の抵抗が、効果的に均等化される十分な感度を保持する状態で、応答を下に下げることなく、応答を減衰させること、すなわちピークを低下させることを可能とする。
【００１９】
ピークおよびヌルを生じさせる様々な成分の間の共振に加え、ポートの音響インピーダンスも応答に影響する。図6は、後部空洞部ポートの結合されたインピーダンスがイヤホンの全体的応答において有する効果の範囲を示す。曲線402が示すように、後部空洞部ポートインピーダンスZbcが高すぎる場合、より低い周波数においては出力は少ししかないか、全くない。他方、曲線404は、Zbcが低すぎる場合に、低周波数応答が維持されつつ、4から5kHz辺りにおいて底値406により示されるように中間周波数応答がかなり低く低下することを示す。こうした下方低下は、望ましい応答へと均等化される範囲においてイヤホンが十分な感度を有することを妨げ得る。曲線408は、より最適化された応答を示し、後部空洞部ポートのインピーダンスは平衡化されて、低いインピーダンス曲線404から、200Hzから1kHzまでの間のより高い応答の一部が差し引かれ(give up)、1.5kHzから5kHzまでの間で応答を回復し、これにより全体の曲線は30Hz以上からおおよそ115dBSPLの上のままである。
【００２０】
低い音響抵抗を有する前部空洞部PEQの提供は、外耳道から効果的に前部空洞部の封止を解除するため、閉塞効果および状況認識を向上し得るが、出力を犠牲とする。中間帯域の出力は、PEQポートにおいて高いリアクタンスを維持することによって保存され、閉塞を避けるために必要とされる低い抵抗を可能とする一方でそのインピーダンスを保存する。図5は、前部空洞部PEQインピーダンスZfcにおける複数の変化のための応答を示す。曲線502は、Zfcにおける低いリアクタンスを備えた応答を示す。中低周波数において全体の応答は十分に高いが、特に3から4kHzにおける底値504において低端および高端の両方において電子的に補償される低下が低すぎる。曲線506は、Zfcにおいて高い抵抗を備えた応答を示し、これは、低端において応答をかなり高く上昇させ、閉塞効果を望ましくないものとする。曲線508は、最適化されたZfcを備えた応答を示し、より高いリアクタンスおよび下部抵抗の平衡は、その感度が均等化を通して忠実性のため交換され得る顕著な周波数範囲に亘る十分に高い応答を提供する。図2に関して上述されるように、この最適化、高いリアクタンスおよび低い抵抗を備えたPEQポートは、より大きい断面積を有するポートの提供によって実現され得、空気のリアクタンス性音響質量を含むように十分な長さと結合されたその音響抵抗を低下させる。いくつかの例において、20Hzにおいて8.00×106、および3kHzにおいて3.10×108の固有音響インピーダンスを有する後部空洞部質量ポートを備えて使用されたとき、20Hzにおいて少なくとも6.83×106kg/m4、抵抗値および、3kHzにおいて3.10×107のリアクタンス性値を有する固有音響インピーダンスを提供するようにポートが寸法化される。両周波数におけるPEQポートのインピーダンスは、閉塞に顕著に影響することなく、3dBまで上昇され得る。PEQポートの抵抗性成分が、完全には除外されないことに留意されたい。低周波における残留音響抵抗は低周波数出力を保存するものであり、というのも、それがロールオフ(roll-off)を2次(抵抗がない場合)から1次へとシフトさせるからである。これはいくつかの閉塞効果を保存するが、音楽が顕著なエネルギーを有する傾向にある一方で、人の声はこの帯域において顕著ではない。
【００２１】
そのインピーダンスに加え、PEQポートの位置は、ヘッドホンの性能を向上させるようにさらに制御される。上述のようにPEQポートを保持タブの後方に配置することは、ポート入口(前部空洞部の内側のポートの端部)のノズル220に対する入口の隣への配置を生じさせ、これは、駆動器218において対称な負荷を生じさせる。このことにより、非対称の負荷によって引き起こされる音響応答において望ましくない特徴または共振がもたらされることを回避する。いくつかの例において、図8および図9において示されるように、変換器ダイヤフラム602は、概して平面604によって特徴付けられる平面である。ノズルは、ダイヤフラムの平面604において必ずしも必要ではないが、ダイヤフラムの縁部において入口606を有する。PEQポートは、変換器の中心線(線612)からノズルの入口へと径方向の線610と配列するように配置された前部空洞部に対する入口608を有する。すなわち、線612は、周りでダイヤフラムが径方向に対称な軸線に対応し、線610は、線612と交差し、ノズルの入口606を通過し、線614は、線610と交差し、PEQポートの入口608を通過する。
【００２２】
いくつかの例において、ヘッドホンのさらなる受動的周波数応答を形状化するために第2のPEQポートを付加すると有利である。図10および図11における変更されたイヤホン(earbud)700に示されるように、付加的なポート702が前部空洞部に対して付加される。このポート702は、小さな穴として示されるが、スクリーン状のポート224によってカバーされ得る。リアクタンスポート226は全体の低いインピーダンスを有するが、あらかじめ高周波ピークを減衰させるため使用された小さなPEQポートの付加的な特徴は失われる。高リアクタンス、低インピーダンスPEQポート226に対して並列に低リアクタンス、高インピーダンスのPEQポートを付加することは、大きなポートによって最適化された低周波数応答に影響することなくこうしたピークを減衰させる。3kHzにおいて、2.0×107kg/m4またはそれ以上の特性インピーダンスは、こうした利点を提供する。たとえば、260レーリーのインピーダンスを有するメッシュによってカバーされる4mm径の穴は、こうしたインピーダンスを提供する。
【００２３】
いくつかの実施形態が説明されてきた。しかしながら、本明細書に記載された発明的コンセプトの範囲から逸脱することなく付加的な変更がなされても良く、したがって、他の実施形態が以下の特許請求の範囲の範囲内にあることを理解されたい。
【符号の説明】
【００２４】
200  ヘッドホン
202  伸長部
204  タブ
206  隙間
210  ワイヤー出口
212  ハウジング
214  前部空洞部
216  後部空洞部
218  駆動器
220  ノズル
222  リアクタンスポート
224  レジスタンスポート
226  リアクタンスポート
228  イヤーチップ
230  封止鍔部
232  保持部材
302  ピーク
304  曲線
306  曲線
308  曲線
310  底値
312  底値
402  曲線
404  曲線
406  底値
408  曲線
502  曲線
504  底値
506  曲線
508  曲線
602  変換器ダイヤフラム
604  平面
606  入口
608  入口
610  線
612  線
614  線
700  イヤホン
702  ポート
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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