(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スピーカーと、当該スピーカーの出力音を人間の外耳道に導く導音管とを備えるとともに、前記人間の頭部に装着される装着部と、
前記装着部に支持されたイヤーパッドを前記導音管の外周に沿って移動させる移動制御部によって、前記イヤーパッドを前記装着部に対して相対的に移動させて、前記人間の外耳道の開口部を前記イヤーパッドよって密閉し、あるいは、非密閉とするアクチュエータと、
を備えるイヤホン。
【請求項２】
前記アクチュエータは、孔を備えた前記イヤーパッドが端部に取り付けられることによって貫通孔が形成された管体であって、当該貫通孔に前記導音管が挿入される管体を備え、
前記移動制御部は、前記管体を前記導音管の外周に沿って移動させる、
請求項１に記載のイヤホン。
【請求項３】
前記移動制御部は、前記イヤーパッドの移動量の指示を取得し、前記移動量の指示に応じて前記移動量を制御する、
請求項１または請求項２のいずれかに記載のイヤホン。
【請求項４】
前記アクチュエータは、電力に応じて変形する素子によって前記イヤーパッドを移動させる、
請求項１〜請求項３のいずれかに記載のイヤホン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イヤホンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、イヤホンに関して、装着感の向上や音質の向上などのため、各種の技術が開発されている。例えば、特許文献１においては、音導管の先端部分を外耳道に挿入して使用するイヤホンにおいて、当該先端部分をハウジングの中心位置から離れる方向に向けることによって装着感の良好なイヤホンを提供することが開示されている。また、特許文献２においては、鼓膜面と外気の通気を確保した状態で装着することによって外耳道の密閉による不快感が生じることを防止する技術が開示されている。さらに、特許文献３においては、ハウジング内部を密閉構造とした状態とハウジングの一部に外部との連通孔を設けた状態とを切り替え可能にする技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００７−１８９４６８号公報
【特許文献２】特開２００４−２２９１７９号公報
【特許文献３】実用新案登録第３１１４５８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
高音質の音楽を聴くことが可能な状態と連続装用可能な状態とを切り替えることができなかった。
すなわち、外耳道を密閉することによってイヤホンの出力音以外の音を遮断すると、利用者はイヤホンの出力音を高音質で聴くことが可能であるが、当該外耳道の密閉により長時間連続的にイヤホンを装着すると不快になり連続装用が困難である。また、利用者の置かれた状況（例えば、屋外で活動中など）によっては、イヤホンの出力音と当該出力音以外の音との双方を聴きたい場合もある。このように、利用者には多様なニーズがあり、従来の技術においては当該多様なニーズに応えることができなかった。
本発明は、上記課題にかんがみてなされたもので、高音質の音楽を聴くことが可能な状態と連続装用可能な状態との切り替えを実現する技術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】
【０００４】
上記の目的を達成するため、本発明においては、アクチュエータによって、人間の頭部に装着される装着部に支持されたイヤーパッドを当該装着部に対して相対的に移動させ、人間の外耳道の開口部を前記イヤーパッドよって密閉し、あるいは、非密閉とする構成とした。従って、イヤーパッドによって外耳道の開口部が密閉されて高音質の音楽を聴くことが可能な状態と、イヤーパッドによって外耳道の開口部が密閉されずイヤホンの出力音以外の音を容易に聞くことができる状態とを切り替えることができる。また、イヤーパッドによって外耳道の開口部が密閉されない状態においては、利用者が外耳道の開口部の密閉に起因する不快感を覚えることはなく、長時間の連続装用が可能である。
【０００５】
ここで、装着部は人間の頭部に装着することができれば良く、頭部に装着することができる限りにおいて当該装着部を支持する体の部位は限定されない。例えば、耳や鼻によって装着部を支持しても良いし、頭の上部にて装着部を支持しても良い。すなわち、装着部を頭部に装着した状態で当該装着部が頭部に対して略固定され、この状態によってイヤーパッドが装着部に対して相対的に移動することによって外耳道の開口部に対して当該イヤーパッドが近接離反するように構成すればよい。
【０００６】
アクチュエータは、イヤーパッドを装着部に対して相対的に移動させることによって、外耳道の開口部がイヤーパッドにて密閉された状態と非密閉とされた状態とを切り替えることができればよい。この限りにおいて、アクチュエータは装着部の内部に支持されても良いし、装着部の外部に支持されても良く、イヤーパッドを移動させるための方式は特に限定されない。すなわち、イヤーパッドを直線的に進退させる構成や揺動させる構成、予め決められた経路に沿って進退させる構成など種々の構成を採用可能である。
【０００７】
また、イヤーパッドは外耳道の開口部を密閉可能な形状であれば良く、外耳道に対してイヤーパッドの一部が挿入される形状や、スポンジ等を備えたイヤーパッドが耳の全体や耳の一部に接触して外耳道の開口部が密閉される形状であっても良い。また、イヤーパッドは、イヤホンに備えられるスピーカーの出力音を外耳道に導くことができれば良く、導音管と連通する管状の部位を有する構成であっても良いし、多孔性のスポンジ等によって出力音を外耳道に導く構成であっても良い。さらに、イヤーパッドは当該スピーカーと一体的に構成されてもよいし、別体として構成されるとともにスピーカーの出力音を直接あるいは間接的に外耳道に導く構成であっても良い。
【０００８】
さらに、アクチュエータにおいては、イヤーパッドを装着部に対して相対的に移動させることができれば良く、アクチュエータがイヤーパッドを直接的に移動させる構成であっても良いし、他の部材を介して間接的に移動させる構成であっても良い。
【０００９】
さらに、装着部にスピーカーが備えられるとともに導音管によって当該スピーカーの出力音を外耳道に導く構成に本発明を適用しても良い。例えば、イヤーパッドを導音管の外周に沿って移動させる移動制御部を備えるアクチュエータを構成する。すなわち、導音管に対して相対的にイヤーパッドをスライド移動させるように構成する。従って、導音管が外耳道の開口部に向かって延びるように配置しておけば、移動制御部によってイヤーパッドを移動させることにより当該イヤーパッドを外耳道の開口部に対して容易に進退させ、外耳道の開口部に対して密着させ、あるいは非密着とすることができる。
【００１０】
さらに、イヤーパッドを間接的に移動させる構成の例として、導音管を挿入可能な管体を利用する構成としても良い。すなわち、孔を備えたイヤーパッドを当該管体の端部に取り付けることによって、イヤーパッドの孔と管体とで貫通孔を形成する構成とし、当該貫通孔に導音管を挿入する。この構成によれば、管体と導音管とによって軸が共通な２重の管体が形成される。このため、移動制御部によって管体に力を作用させることで、当該管体を導音管の外周に沿ってスライド移動させることができ、当該管体とともにその端部に取り付けられたイヤーパッドを移動させることができる。このため、イヤーパッドを外耳道の開口部に対して容易に進退させ、外耳道の開口部に対して密着させ、あるいは非密着とすることができる。
【００１１】
ここで、管体は、導音管を挿入可能であれば良く、当該管体に導音管を挿入することによって管体の移動方向を導音管の外周に沿った方向に規制することができればよい。なお、移動制御部においては、管体を移動させることができれば良く、電力を駆動力に変換する機構を利用しても良いし、ばね等の各種の弾性体や所定の方向に力を作用させる部材を利用しても良く、種々の構成を採用可能である。
【００１２】
さらに、イヤーパッドの移動量を利用者所望の移動量に調整可能なイヤホンを提供することも可能である。例えば、イヤーパッドの移動量を指示する入力部を構成し、当該指示に応じた移動量で前記イヤーパッドを移動させるための電力をアクチュエータに供給することで当該アクチュエータを駆動する構成としても良い。この構成によれば、利用者所望の移動量を設定することができるので、利用者の指示によって外耳道の開口部に対するイヤーパッドの密着度を調整することが可能である。
【００１３】
さらに、アクチュエータは各種の駆動方式によってイヤーパッドを移動させる構成とすることができる。すなわち、電力を物理的な運動に変換するアクチュエータによってイヤーパッドを装着部に対して相対的に移動させることができれば良く、圧電式、電磁力式、圧空式、形状記憶合金等、各種の方式におけるアクチュエータを採用可能である。また、当該アクチュエータを構成する素子としても限定されないが、好適な構成例として電力に応じて変形する素子、例えば、複数の層に対して電力を供給したときに各層の伸縮の程度の差異によって変形を生じさせる素子や電極対を備えた素子を採用可能である。より具体的には、バイメタル、ピエゾ素子、電極対を備える人工筋肉等を採用可能である。
【００１４】
なお、電極対を備える人工筋肉においては、電極対によってイオン交換樹脂やイオン液体ゲル等を挟む構成となっており、電極対のそれぞれに対して電力を供給することにより、前記電極対の一方側が他方側に対して相対的に伸びる構成となっている。このため、電極対の一方側が他方側に対して相対的に伸びることによってアクチュエータの全体が曲がるように変形する。なお、電極対を備えたアクチュエータにおいては、電極対の一方側が伸びるとともに、電極対の他方側が縮むか、長さが変わらないか、当該電極対の一方側より小さな変位量で伸びるように構成すればよい。
【００１５】
さらに、本発明のように、装着部に支持されたイヤーパッドを装着部に対して相対的に移動させて、人間の外耳道の開口部をイヤーパッドよって密閉し、あるいは、非密閉とする手法は、方法としても適用可能である。また、以上のようなイヤホンは、単独のイヤホンとして実現される場合もあれば、他の機器と共有の部品を利用して実現される場合もあり、各種の態様を含むものである。例えば、以上のようなイヤホンの一部あるいは全部を備えた音響機器を提供することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
ここでは、下記の順序に従って本発明の実施の形態について説明する。
（１）イヤホンの構成：
（２）イヤホンの回路構成：
（３）他の実施形態：
【００１７】
（１）イヤホンの構成：
図１は、本発明の一実施形態にかかるイヤホンを示す図である。本実施形態におけるイヤホンは、人間の頭部に装着される装着部１０と当該装着部に支持されたイヤーパッド２０とを備えている。装着部１０は人間の耳に掛けるフック１１と後述するアクチュエータやスピーカー等を含む筐体１２とを備えており、イヤーパッド２０は筐体１２から延びる後述する管体に連結されることによって装着部１０に対して支持されている。
【００１８】
筐体１２には接続線Ｌ2が接続され、当該接続線Ｌ2には電源ボックス３０が接続されている。電源ボックス３０には、音響機器４０との接続線Ｌ1が接続される。接続線Ｌ1は、音響機器４０から出力される音声信号を伝送するための信号線であり、接続線Ｌ2は、当該音声信号を筐体１２内のスピーカーに伝送する信号線であるとともに、電源ボックス３０が備える電源からの電力を筐体１２内のアクチュエータに伝送する電力線である。
【００１９】
図２，図３は、筐体１２においてフック１１および接続線Ｌ2が接続される面に対して垂直かつ導音管１５が延びる方向に対して平行な方向に筐体１２およびイヤーパッド２０を切断した状態を示す断面図である。図２，図３は、同じ構成においてイヤーパッド２０の位置を異なる位置に設定した場合の例を示しており、例えば、図２の状態において外耳道の開口部を密閉し、図３の状態において外耳道の開口部を非密閉とすることができる。図２，図３に示すように、スピーカー１４は筐体１２の長手方向における一方側の端部付近に取り付けられ、当該スピーカー１４における音声の出力部には導音管１５の一端が取り付けられている。導音管１５は筐体１２内で支持部材１５ａに支持されてスピーカー１４と逆側に延び、当該筐体１２の外部にまで達するように構成されている。本実施形態において、導音管１５は円筒形であるとともにスピーカー１４における音声の出力部が接続されているため、スピーカー１４の出力音を導音管１５の一端に導くことが可能である。
【００２０】
スピーカー１４は、接続線Ｌ2によって伝送される上述の音声信号を音声に変換して出力することが可能である。従って、イヤーパッド２０を利用者が導音管１５の端部を外耳道内に挿入した状態において、本実施形態におけるイヤホンの利用者が音響機器４０から音声信号を出力することにより、利用者は音響機器４０に記録された音楽等を聴くことが可能である。
【００２１】
導音管１５の周りには、管体１３が取り付けられる。すなわち、管体１３の内径と導音管１５の外径とは略同一であるとともに管体１３の内径は導音管１５の外径よりも僅かに大きく、管体１３に導音管１５を挿入可能である。また、筐体１２内においては、複数のピンガイド１６ａ〜１６ｄが形成され、導音管１５を管体１３に挿入した状態でピンガイド１６ａ〜１６ｄが管体１３の外周に接触するように配置されている。従って、本実施形態においては、管体１３の移動方向をピンガイド１６ａ〜１６ｄによって規制しながら、当該管体１３を導音管１５の外周に沿って移動させることが可能である。
【００２２】
管体１３は、導音管１５に挿入された状態で、当該管体１３の一部が筐体１２の外部に露出する長さに形成されており、筐体１２の外部に露出している端部にフランジが形成され、当該フランジにイヤーパッド２０を取り付けるように構成されている。すなわち、イヤーパッド２０は、半球形と円筒形とを連結したような外形であり、その中央に貫通した孔２１を備えている。孔２１は、略円筒形の形状であり、一端がイヤーパッド２０の外形を構成する半球形の部分に連結されているとともに、孔２１の他端側の内壁に凹部２１ａが形成されている。そして、当該凹部２１ａに対して管体１３のフランジを挿入することで、イヤーパッド２０と管体１３とを連結する。この結果、イヤーパッド２０が管体１３を介して筐体１２に支持されることになる。また、イヤーパッド２０と管体１３とを連結した状態で、イヤーパッド２０の孔２１と管体１３の孔とによって貫通孔が形成される。従って、導音管１５は当該貫通孔に挿入された状態となる。なお、イヤーパッド２０は柔軟性のあるシリコン樹脂製である。
【００２３】
さらに、管体１３における外周の一部には当該管体１３の軸方向に沿って複数の凹凸からなる溝部１３ａが形成されている。また、筐体１２内にはモーター１７が取り付けられ、当該モーター１７の回転軸にギア１７ａが連結されている。さらに、当該ギア１７ａに噛み合う位置にギア１７ｂが回転可能に支持され、当該ギア１７ｂは上述の溝部１３ａと噛み合うように支持されている。従って、モーター１７が回転するとその回転力はギア１７ａ，１７ｂを介して溝部１３ａに伝達され、ギア１７ｂが当該溝部１３ａを送ることによって図２，図３に示すように管体１３を導音管１５の外周に沿って進退させることができる。
【００２４】
さらに、管体１３における外周の一部にはセンサ１８が形成されている。図１に示す例において、センサ１８はリニアスケール（光，磁気，静電式等）であり、管体１３の位置に対応した信号を出力することができる。本実施形態においては、以上の構成により、装着部１０を耳に装着した状態で管体１３の位置を適宜調整することが可能であり、利用者は当該調整によってイヤーパッド２０を所望の位置にすることができる。すなわち、イヤーパッド２０を外耳道の開口部に密着させて当該開口部を密閉し、あるいは非密閉とすることが可能である。なお、本実施形態においては、モーター１７とギア１７ａ，１７ｂと管体１３とがイヤーパッド２０を移動させるためのアクチュエータに相当する。
【００２５】
（２）イヤホンの回路構成：
次に、本実施形態における回路構成を図４に基づいて説明する。電源ボックス３０においては、図４に示すように、ＣＰＵ３１，メモリ３２，入力部３３，増幅器３４を備えており、図示しない電源スイッチによって投入される電源によって駆動される。ＣＰＵ３１は、メモリ３２に記録されたプログラムに従って処理を実行可能であり、本実施形態においては、当該処理によってイヤーパッド２０が利用者所望の移動量となるように調整する。
【００２６】
すなわち、本実施形態における入力部３３は、電源ボックス３０の筐体に備えられたボタンを含み、予め決められたイヤーパッド２０の移動範囲内における移動後の位置を入力部３３にて指定するように構成されている。ＣＰＵ３１は、入力部３３から出力される信号に基づいて当該移動後のイヤーパッド２０の位置に対応した管体１３の位置を特定する。また、ＣＰＵ３１は、現在の管体１３の位置を示す信号をセンサ１８から取得し、現在の管体１３の位置を特定する。
【００２７】
そして、ＣＰＵ３１は、現在の管体１３の位置と前記移動後の管体１３の位置とが一致しているか否かを判定し、一致していない場合には両者の差分を解消するための管体１３の移動量を特定して当該移動量に対応する信号を増幅器３４に対して出力する。増幅部３４は、当該移動量に対応する信号に基づいて当該移動量にて管体１３を移動させるための信号をモーター１７に対して出力する。この結果、管体１３が当該移動量に対応した移動を行う。また、この移動の結果をセンサ１８によって検出し、そのフィードバックを繰り返すことによって上述のような利用者の指定に対応した位置に管体１３を移動させる。この結果、イヤーパッド２０が利用者所望の位置となり、利用者は、イヤーパッド２０を外耳道の開口部に密着させて当該開口部を密閉し、あるいは非密閉とすることが可能である。
【００２８】
なお、本実施形態においてはＣＰＵ３１，メモリ３２，入力部３３，増幅器３４，センサ１８が移動制御部に相当する。むろん、入力部３３は装着部１０あるいは音響機器４０に設けられていてもよいし、押し込み操作を検出するボタンに限らず、接触等を検出するスイッチを利用しても良いし、複数のスイッチの組み合わせによって移動量を指定するように構成してもよい。また、イヤーパッド２０の移動範囲内における移動後の位置を指定するほか、移動量を直接的に指定する構成や、入力部３３の操作中にイヤーパッド２０を移動させ、操作を解除すると移動が停止する構成等を採用しても良い。また、イヤーパッド２０を外耳道の開口部に密着させる指示と非密着にする指示とを受け付ける構成であっても良いし、密着状態において一定の力でイヤーパッド２０が外耳道の開口部に接触するようにフィードバック制御を行っても良い。
【００２９】
（３）他の実施形態：
以上の実施形態は本発明を実施するための一例であり、装着部に支持されたイヤーパッドを装着部に対して相対的に移動させて、人間の外耳道の開口部をイヤーパッドよって密閉し、あるいは、非密閉とする限りにおいて、他にも種々の構成を採用可能である。例えば、アクチュエータを駆動するための構成や装着部１０の形状、イヤーパッド２０の形状等は上述の実施形態における構成に限定されない。
【００３０】
図５〜図８は、ばねの力を利用してイヤーパッド２０を移動させる構成を示す例である。図５，図６は、同じ構成例においてイヤーパッド２０の位置を異なる位置に設定した場合の例を示しており、例えば、図５の状態において外耳道の開口部を密閉し、図６の状態において外耳道の開口部を非密閉とすることができる。また、図７，図８は、他の構成例においてイヤーパッド２０の位置を異なる位置に設定した場合の例を示しており、例えば、図７の状態において外耳道の開口部を密閉し、図８の状態において外耳道の開口部を非密閉とすることができる。なお、これらの図５〜図８において、図２，図３に示す構成と同様の構成は同じ符号で示し、説明を省略する。
【００３１】
図５，図６において、筐体１２０の内部にはイヤーパッド２０を移動させるためのアクチュエータとして管体１３０，ばね１７０が備えられている。ばね１７０は、その中心軸に導音管１５が挿入された状態で支持部材１５ａと管体１３０との間に配置されている。従って、ばね１７０による力は管体１３０を筐体１２０の外側に延ばす力として作用している。
【００３２】
管体１３０の内径が導音管１５の外径より僅かに大きい点やフランジを備える点等は上述の実施形態と同様である。また、本実施形態においては、導音管１５を管体１３０に挿入した状態でピンガイド１６ｂ〜１６ｄが管体１３の外周に接触するように配置されている。従って、本実施形態においても管体１３０を導音管１５の外周に沿って移動させることが可能である。
【００３３】
さらに、管体１３０においては、イヤーパッド２０が外耳道の開口部に密着する状態と非密着となる状態とを切り替えるための構成を備えている。すなわち、管体１３０の外周においては、ストッパ部材１３１と操作部材１３２が備えられている。ストッパ部材１３１は、管体１３０の一部分から当該管体１３０の径方向に対して略平行な方向に延びるとともに、途中から当該管体１３０の軸方向に対して略平行な方向に延びる部材であり、可撓性のある樹脂によって構成されている。また、ストッパ部材１３１の一部分から管体１３０の径方向に対して略平行な方向に延びる突出部１３１ａが形成され、さらに、ストッパ部材１３１の端部にはくさび形の爪部１３１ｂが形成されている。爪部１３１ｂにおいては、ストッパ部材１３１の端面側において管体１３０の径方向に略平行の面が形成され、対向する面は管体１３０の径方向に対して傾斜した面となっており、筐体１２０の外側に向けて尖った形状となるように構成されている。さらに、操作部材１３２は、管体１３０の一部分から当該管体１３０の径方向に対して略平行な方向に延びる部材である。
【００３４】
一方、筐体１２０の外周においては導音管１５の軸に対して略平行な方向にスリット１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃが形成されており、突出部１３１ａおよび爪部１３１ｂをスリット１２０ａ，１２０ｂから筐体１２０の外部に露出させることができる。また、操作部材１３２をスリット１２０ｃから筐体１２０の外部に露出させることができる。
【００３５】
従って、ばね１７０によって管体１３０に対して筐体１２０の外側に延びる方向に力が作用したとしても、爪部１３１ｂの端面がスリット１２０ａ，１２０ｂの縁に接触すると当該管体１３０の移動は規制される。本実施形態においては、スリット１２０ａ，１２０ｂが管体１３０の軸方向に対して平行な方向に並べて形成され、２カ所で管体１３０の移動を規制されるため、イヤーパッド２０を固定する位置として２カ所の位置を設定することができる。
【００３６】
より具体的には、ばね１７０の力によって管体１３０が筐体１２０の外側に延びるように移動するが、図５に示すように、爪部１３１ｂの端面がスリット１２０ｂの縁に接触している状態においては、当該爪部１３１ｂの端面がスリット１２０ｂの縁と干渉して管体１３０はそれ以上移動しない。従って、管体１３０の位置が図５に示す状態に設定される。
【００３７】
この状態において、利用者が操作部材１３２を操作して、管体１３０が筐体１２０の内側に入る方向に移動するように、管体１３０に対して力を作用させると、ばね１７０の力に抗して管体１３０が徐々に移動する。このとき、上述のように爪部１３１ｂはくさび形であるため、爪部１３１ｂにおける端面に対する逆側の面は傾斜した面となっている。従って、ばね１７０の力に抗して管体１３０を移動させる過程において爪部１３１ｂの傾斜面がスリット１２０ｂに接触すると、ストッパ部材１３１が撓んでストッパ部材１３１の端部が筐体１２０の内側に移動する。
【００３８】
このため、管体１３０が筐体１２０の内側に入る方向に移動する過程において、爪部１３１ｂはスリット１２０ｂと干渉せず、しばらくは同方向に管体１３０を移動させることができる。利用者が操作部材１３２によって管体１３０を移動し続けると、やがて爪部１３１ｂの端面がスリット１２０ａの縁に到達する。爪部１３１ｂの端面がスリット１２０ａの縁に到達すると、ストッパ部材１３１を撓ませていた力が解放されて爪部１３１ｂが管体１３０の径方向に移動する。この結果、図６に示すように爪部１３１ｂの端面がスリット１２０ａの縁に接触する状態となる。このとき、利用者が操作部材１３２に対して作用させている力を解放しても、爪部１３１ｂの端面がスリット１２０ａの縁と干渉して管体１３０はそれ以上移動しない。従って、管体１３０の位置が図６に示す状態に設定される。以上の構成により、イヤーパッド２０を図５，図６に示す位置のいずれかに設定することができ、利用者は、イヤーパッド２０を外耳道の開口部に密着させて当該開口部を密閉し、あるいは非密閉とすることが可能である。
【００３９】
なお、図７，図８は、ばね１７０の力を作用させる方向が図５，図６と逆向きになるように構成している。すなわち、管体１３５においては、イヤーパッド２０の取り付け側と逆向きの端部においてもフランジ１３５ａが形成されている。また、筐体１２１の内部には、筐体１２１の内壁から管体１３５側に延びる支持部材１５２ａ，１５２ｂが形成されており、フランジ１３５ａと支持部材１５２ａ，１５２ｂの間にばね１７０が配置されるように構成する。この構成により、ばね１７０の力は管体１３５が筐体１２１の内部に入る方向に作用する。
【００４０】
また、管体１３５においては、ストッパ部材１３１と同様の構成であるが当該ストッパ部材１３１とは逆向きのストッパ部材１３３が、管体１３５の略中央部の外周に形成されている。また、ストッパ部材１３３においては、突出部１３１ａ，爪部１３１ｂと同様の形状の突出部１３３ａ，爪部１３３ｂが形成されている。なお、爪部１３３ｂにおけるくさび形の面の向きは爪部１３１ｂと逆向きである。さらに、管体１３５においては、操作部材１３２と同様の操作部材１３４が形成されている。
【００４１】
筐体１２１においては、突出部１３３ａ，爪部１３３ｂ，操作部材１３４を筐体１２１の外部に露出させるためのスリット１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃが形成されている。従って、突出部１３３ａおよび操作部材１３４に対して操作を行えば、図５，図６と逆向きに力が作用している管体１３５の位置をスライドさせて所定の２カ所でイヤーパッド２０を固定することができ、利用者は、イヤーパッド２０を外耳道の開口部に密着させて当該開口部を密閉し、あるいは非密閉とすることが可能である。
【００４２】
さらに、上述の図５〜図８は手動でイヤーパッド２０の位置を設定する構成としたが、このような構成に限られず、各種の駆動手段によってばねの力に抗する力を発生させる構成を採用可能である。図９，図１０は、電極対を備える人工筋肉によってばねの伸縮量を調整する構成の一例である。図９，図１０に示す構成において、管体１３６の構成は管体１３５の構成とほぼ同様であるが、手動でイヤーパッド２０の位置を設定するためのストッパ部材１３３および操作部材１３４が省略されている。また、筐体１２２においては、スリット１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃが省略されており、管体１３６はピンガイド１６ａ〜１６ｄによって支持される。
【００４３】
ばね１７０は、フランジ１３６ａと支持部材１５２ａ，１５２ｂとの間に配置されており、図９，図１０に示す構成においては、当該ばね１７０の力に抗して管体１３６を駆動するために人工筋肉１７１ａ，１７１ｂが備えられている。人工筋肉１７１ａ，１７１ｂのそれぞれは電極対を備え、電極対のそれぞれに対して電源から電力を供給することによって人工筋肉１７１ａ、１７１ｂ自体を湾曲させることができる。
【００４４】
そこで、本例においては、支持部材１５３ａ，１５３ｂにて人工筋肉１７１ａ，１７１ｂを支持するとともに、当該人工筋肉１７１ａ，１７１ｂが筐体１２２の内壁から導音管１５に向かって延びるように形成されている。そして、電極対に対する電力供給によって人工筋肉１７１ａ，１７１ｂが図９に示す状態から図１０に示す状態に湾曲するように構成されている。
【００４５】
図１１は、人工筋肉１７１ａ，１７１ｂおよび当該人工筋肉１７１ａ，１７１ｂを駆動するための回路を含む電源ボックス３００の回路構成を示す図であり、同図１１においては人工筋肉１７１ａ，１７１ｂの構造を模式的に示している。すなわち、人工筋肉１７１ａ，１７１ｂは、図１１に示すように、１対の電極１７２ａ，１７２ｃを備えており、その間にイオン交換樹脂等の樹脂部１７２ｂが挟まれた構造をしている。このため、電極対に電力を供給すると、前記電極対の一方側が前記電極対の他方側よりも相対的に伸びる。
【００４６】
また、本実施形態における人工筋肉１７１ａ，１７１ｂは、略板状の部材であり、電極１７２ａ，１７２ｃは、当該板の面が筐体１２２内にてフランジ１３６ａの端面と略平行に向くように配置されている（図９参照）。従って、上述のように人工筋肉１７１ａ，１７１ｂを駆動して管体１３６を筐体１２２の外部へ延ばし、あるいは筐体１２２の外部から内側に管体１３６を挿入することができる。
【００４７】
イヤホンの電源ボックス３００においては、図示しない電源スイッチによって人工筋肉１７１ａ，１７１ｂに対して電源から電力を供給する。すなわち、電源ボックス３００にはＣＰＵ３１１とメモリ３１２と入力部３１３と増幅器３１４とＡ／Ｄ変換器３１５と電源３２０と電圧制御部３３０とが備えられている。ＣＰＵ３１１は、メモリ３１２に記録されたプログラムに従って処理を実行可能であり、本実施形態においては、当該処理によって利用者所望の変形状態を記憶し、当該変形状態を維持するようにフィードバック制御を行うように構成してある。
【００４８】
すなわち、本実施形態における人工筋肉１７１ａ，１７１ｂにおいては、電極１７２ａに電源３２０が接続され、電極１７２ｃに電圧制御部３３０が接続されている。また、当該電極１７２ａ，１７２ｃに印加される電圧を制御することによって人工筋肉１７１ａ，１７１ｂの変形量を制御するため、電圧制御部３３０においては、可変抵抗によって当該電圧の大きさを調整可能な回路が構成してある。
【００４９】
当該電圧の制御のため、電圧制御部３３０においては可変抵抗を備えるとともに当該可変抵抗と電極１７２ｃとを接続する回路を備えている。また、電圧制御部３３０においては、後述するＣＰＵ３１１の制御に基づいて当該可変抵抗の抵抗値を制御することができる。電源３２０は定電圧源であるため、当該ＣＰＵ３１１が可変抵抗の抵抗値を制御すると、電極１７２ａ，１７２ｃ間に印加される電圧値を制御することが可能である。
【００５０】
一方、人工筋肉１７１ａ，１７１ｂにおいては、ＣＰＵ３１１によってフィードバック制御を行うため、当該人工筋肉１７１ａ，１７１ｂの変形に対応した信号を出力するセンサ１７２ｄを備えている。当該センサ１７２ｄは人工筋肉１７１ａ，１７１ｂの変形量に対応した変形量信号を出力可能なセンサであれば良く、例えば、圧電素子等によって構成することができる。むろん、センサ１７２ｄは、人工筋肉１７１ａ，１７１ｂの変形に対応した信号を出力することができれば良く、各種の大きさのセンサを採用可能である。
【００５１】
本実施形態において、センサ１７２ｄの出力信号は電極１７２ａの端子Ｐ0とセンサ１７２ｄの端子Ｐ1との間の電圧であり、当該電圧に応じたフィードバック制御を行うために端子Ｐ0と端子Ｐ1とは増幅器３１４の入力端子に接続されている。従って、増幅器３１４はセンサ１７２ｄの出力信号を増幅した信号を出力する。
【００５２】
増幅器３１４の出力端子は、Ａ／Ｄ変換器３１５に接続されており、上述のようにして増幅されたセンサ１７２ｄの出力信号はデジタル信号に変換されてＣＰＵ３１１に入力される。ＣＰＵ３１１は当該デジタル信号に基づいてセンサ１７２ｄの検出結果、すなわち、人工筋肉１７１ａ，１７１ｂにおける変形量を取得する。
【００５３】
一方、ＣＰＵ３１１は、メモリ３１２に記録されている変形量の設定値に基づいて人工筋肉１７１ａ，１７１ｂの変形量を制御することが可能である。すなわち、ＣＰＵ３１１は、当該設定値とセンサ１７２ｄの検出結果とを比較し、人工筋肉１７１ａ，１７１ｂの変形量が当該設定値となるように上述の可変抵抗の抵抗値を大きくし、あるいは小さくするための信号を出力する。この結果、当該信号に応じて電圧制御部３３０における可変抵抗の抵抗値が調整され、人工筋肉１７１ａ，１７１ｂの変形量が変化する。そして、当該変化を繰り返すことによって人工筋肉１７１ａ，１７１ｂの変形量が設定値に収束する。
【００５４】
なお、本実施形他において当該設定値は、予め利用者の指示によって決定される。すなわち、ＣＰＵ３１１は、入力部３１３の入力内容を示す信号を取得可能であり、本実施形態においては、入力部３１３の操作によって設定値を特定するように構成してある。当該設定値の特定は、入力部３１３の操作によって利用者所望の設定値を特定することが可能であれば良い。例えば、入力部３１３を押し続けることによってＣＰＵ３１１が電圧制御部３３０に信号を出力して逐次人工筋肉１７１ａ，１７１ｂの変形量を変化させる構成とし、入力部３１３の操作が解除されたときのセンサ１７２ｄの検出結果を取得する構成とする。そして、当該検出結果を示す情報を設定値としてメモリ３１２に記録すればよい。
【００５５】
むろん、入力部３１３による設定値の登録法は上述の構成に限定されず、人工筋肉１７１ａ，１７１ｂの変形量を増大させるスイッチと縮小させるスイッチとのそれぞれを構成してもよく各種の構成を採用可能である。むろん、スイッチは音響機器４０に設けられていてもよいし、押し込み操作を検出するスイッチに限らず、接触等を検出するスイッチを利用しても良いし、複数のスイッチの組み合わせによって人工筋肉１７１ａ，１７１ｂの変形を操作するように構成してもよい。
【００５６】
以上の構成によれば、利用者が予め入力部３１３を操作して当該設定値をメモリ３１２に記録しておくことにより、その後、当該設定値が示す変形量となるように人工筋肉１７１ａ，１７１ｂの変形量をフィードバック制御制御することが可能である。従って、利用者は、予めイヤーパッド２０が外耳道の開口部に密着するように人工筋肉１７１ａ，１７１ｂの変形量を設定することができる。当該設定を行えば、電源３２０から電力を投入している状態と電力を投入していない状態とによって、イヤーパッド２０を外耳道の開口部に密着させて当該開口部を密閉し、あるいは非密閉とする状態を切り替えることが可能である。
【００５７】
なお、人工筋肉によってばねの力に抗する力を発生させる構成は、図９，図１０に示す構成に限定されない。例えば、図５，図６に示す構成においてばね１７０に対して当該ばね１７０の力に抗する力を作用させるように構成してもよい。また、人工筋肉に対して正負の力を作用させることによって人工筋肉を特定の方向に曲げ、また、逆方向に曲げる構成とすることにより、ばねを省略し、人工筋肉の力によって管体を進退させる構成とすることも可能である。さらに、人工筋肉以外にも各種の駆動体を採用可能であり、例えば、バイメタル、ピエゾ素子等を採用可能である。
【００５８】
さらに、上述のイヤホンは音響機器４０に利用される構成であったが、むろん、マイクによって取得した音声を増幅して出力するスピーカーに対して本発明を適用することも可能である。すなわち、本発明にかかるイヤホンは補聴器として利用することも可能である。むろん、イヤーパッドを同時に２個利用する構成であっても良い。
【００５９】
さらに、装着部１０は耳に掛ける構成に限定されず、頭頂部に掛ける構成であっても良いし、帽子のように頭部に装着する構成であっても良い。また、メガネのように鼻と耳に掛けることによって頭部に装着する構成であっても良いし、耳たぶを挟むことによって耳に装着するなど、頭部の各種部位に対して取り付ける構成であっても良い。
【００６０】
より具体的には、アームの両端にアクチュエータを含む筐体を取り付け、当該アームを頭部に掛けることによってアームを頭部に装着する構成を採用可能である。この構成において、筐体を外耳道付近に配置して管体の先端に取り付けられたイヤーパッドをアクチュエータによって駆動する構成とすれば、外耳道の開口部に対してイヤーパッドを密着させ、あるいは非密着とすることができる。
【００６１】
また、帽子の縁から外耳道の付近に延びるアームを構成し当該帽子を装着することによって筐体を外耳道付近に配置する構成や、メガネのテンプル等に筐体を取り付けてメガネを装着することによって筐体を外耳道付近に配置する構成や、耳たぶを挟む部材に筐体を取り付けて筐体を外耳道付近に配置する構成等を採用可能である。
【００６２】
むろん、アクチュエータは筐体に内蔵される構成に限定されず、装着部によって直接的あるいは間接的に支持されるイヤーパッドを外耳道の開口部に向けて進退させることができる限りにおいて、種々の構成を採用可能である。例えば、アクチュエータによって揺動させることが可能な部材を構成し当該部材にイヤーパッドを取り付ける構成や、イヤーパッドを取り付けたねじをアクチュエータによってねじ溝に沿って回転させる構成等を採用可能である。
【００６３】
さらに、イヤーパッドを取り付けた部材を導音管に対してスライドさせるための構成は、導音管を挿入した上述のような管体を当該導音管に沿って移動させる構成に限定されない。例えば、ソレノイドによってイヤーパッドをスライドさせる構成としても良いし、伸縮する人工筋肉にイヤーパッドを取り付けて当該イヤーパッドをスライドさせる構成としても良く、種々の構成を採用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】イヤホンを示す図である。
【図２】筐体およびイヤーパッドの断面図である。
【図３】筐体およびイヤーパッドの断面図である。
【図４】回路構成を示すブロック図である。
【図５】筐体およびイヤーパッドの断面図である。
【図６】筐体およびイヤーパッドの断面図である。
【図７】筐体およびイヤーパッドの断面図である。
【図８】筐体およびイヤーパッドの断面図である。
【図９】筐体およびイヤーパッドの断面図である。
【図１０】筐体およびイヤーパッドの断面図である。
【図１１】回路構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００６５】
１０…装着部、１１…フック、１２…筐体、１３…管体、１３ａ…溝部、１４…スピーカー、１５…導音管、１５ａ…支持部材、１６ａ〜１６ｄ…ピンガイド、１７…モーター、１７ａ，１７ｂ…ギア、１８…センサ、２０…イヤーパッド、２１…孔、２１ａ…凹部、３０…電源ボックス、３１…ＣＰＵ、３２…メモリ、３３…入力部、３４…増幅器、４０…音響機器
【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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