(57)【要約】  前面および背面を含むトランスデューサ、ならびにトランスデューサの背面に流体結合されるバックキャビティを備えるヘッドフォンと、音響的容積部を画定する外部音響的構造体とを備えるコンバーティブルヘッドフォンシステム。ヘッドフォンおよび外部音響的構造体は、ヘッドフォンのバックキャビティを外部音響的構造体の音響的容積部に流体結合するために、一緒に結合されるように構成されて、拡張されたバックキャビティ容積を形成する。
2018530227.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンバーティブルヘッドフォンシステムであって、
前面および背面を含むトランスデューサ、ならびに前記トランスデューサの前記背面に流体結合されるバックキャビティを備えるヘッドフォンと、
音響的容積部を画定する外部音響的構造体と
を備え、前記ヘッドフォンおよび前記外部音響的構造体が、前記ヘッドフォンの前記バックキャビティを前記外部音響的構造体の前記音響的容積部に流体結合するために、一緒に結合されるように構成されて、拡張されたバックキャビティ容積を形成する、
コンバーティブルヘッドフォンシステム。
【請求項２】
前記外部音響的構造体が、前記ヘッドフォンを収納するように構築され配置されているヘッドフォンケースを備え、前記ヘッドフォンケースが、前記音響的容積部を含む内部容積部を有する、請求項1に記載のコンバーティブルヘッドフォンシステム。
【請求項３】
前記ヘッドフォンに結合され背面キャビティを一部、画定する可動構造体をさらに備え、前記可動構造体が、前記背面キャビティの構成を変更するために、移動するように構築され配置されている、請求項1に記載のコンバーティブルヘッドフォンシステム。
【請求項４】
前記外部音響的構造体が、ヘッドフォンケースを備え、前記ヘッドフォンケースは、前記ヘッドフォンが前記ヘッドフォンケースの中に収納されているとき、前記可動構造体と係合し前記可動構造体を移動させるように構築され配置されている機械的装置を備える、請求項3に記載のコンバーティブルヘッドフォンシステム。
【請求項５】
前記ヘッドフォンケースの前記機械的装置は、前記ヘッドフォンが前記ヘッドフォンケースの中に収納されているとき、前記可動構造体と係合し前記可動構造体を移動させる突出した機構を備える、請求項4に記載のコンバーティブルヘッドフォンシステム。
【請求項６】
前記突出した機構が、ポストを備える、請求項5に記載のコンバーティブルヘッドフォンシステム。
【請求項７】
前記ヘッドフォンケースは、収納されているときに前記ヘッドフォンが内部に着座する下側部分を含み、前記下側部分が、下側壁を有し、前記ポストが、前記下側壁から前記ヘッドフォンケースの内部容積部内に突出している、請求項6に記載のコンバーティブルヘッドフォンシステム。
【請求項８】
前記ヘッドフォンが、2つの耳カップを備え、前記ヘッドフォンケースが、2つの開口部を有し、前記開口部はそれぞれ、前記ヘッドフォンが前記ヘッドフォンケースの中に収納されているとき、前記耳カップのうちの1つと位置合わせされる、請求項2に記載のコンバーティブルヘッドフォンシステム。
【請求項９】
前記ヘッドフォンが前記ヘッドフォンケースの中に収納されているとき、前記耳カップは、前記開口部の周りで前記ヘッドフォンケースに封止する、請求項8に記載のコンバーティブルヘッドフォンシステム。
【請求項１０】
前記ヘッドフォンケースが、前記ヘッドフォンケースの前記内部容積部から外側まで開口部を含むオーディオポートを備える、請求項2に記載のコンバーティブルヘッドフォンシステム。
【請求項１１】
前記外部音響的構造体が、ドッキングステーションを備える、請求項1に記載のコンバーティブルヘッドフォンシステム。
【請求項１２】
前記ヘッドフォンが、再充電可能バッテリを備え、前記ドッキングステーションは、前記ヘッドフォンに電気的に結合されるように適合されているバッテリ充電器またはバッテリを備え、それにより、前記ヘッドフォンが前記ドッキングステーションに結合されているとき、ヘッドフォンバッテリを再充電するように適合されている、請求項11に記載のコンバーティブルヘッドフォンシステム。
【請求項１３】
前記ヘッドフォンが、前記トランスデューサの前記背面から離間され背面キャビティの一部を画定するシェルをさらに備え、前記シェルが、前記背面キャビティの容積を変えるために、前記トランスデューサに対して内外に摺動するように構築され配置されている、請求項1に記載のコンバーティブルヘッドフォンシステム。
【請求項１４】
前記トランスデューサが、近似的空気容積に相当するコンプライアンスを有するドライバを備え、変更された構成においては、背面キャビティが、トランスデューサコンプライアンスと近似的に同じ容積を有する、請求項1に記載のコンバーティブルヘッドフォンシステム。
【請求項１５】
前記トランスデューサが、近似的に250ccの空気容積に相当するコンプライアンスを有するドライバを備える、請求項1に記載のコンバーティブルヘッドフォンシステム。
【請求項１６】
前記トランスデューサが、約75ccから約750ccまでの空気容積に相当するコンプライアンスを有するドライバを備える、請求項1に記載のコンバーティブルヘッドフォンシステム。
【請求項１７】
前記拡張されたバックキャビティ容積が、約75ccから約750ccまでである、請求項16に記載のコンバーティブルヘッドフォンシステム。
【請求項１８】
ドライバコンプライアンスと前記拡張されたバックキャビティ容積との比率が、約0.5から約2までである、請求項16に記載のコンバーティブルヘッドフォンシステム。
【請求項１９】
コンバーティブルヘッドフォンシステムであって、
前面および背面を有するトランスデューサをそれぞれが含む2つの耳カップを備える、ヘッドフォンであって、背面キャビティが、それぞれのトランスデューサの前記背面に流体結合されている、ヘッドフォンと、
前記ヘッドフォンに結合されて前記背面キャビティを一部、画定する2つの可動構造体であって、前記背面キャビティの構成を変更するために、移動するように構築され配置されている、2つの可動構造体と、
内部音響的容積部を有し前記ヘッドフォンを収納するように構築され配置されているヘッドフォンケースであって、前記背面キャビティを前記ヘッドフォンケースの前記内部音響的容積部に流体結合して拡張されたバックキャビティを生成するために、前記ヘッドフォンケースが、前記ヘッドフォンが前記ヘッドフォンケースの中に収納されているとき、前記可動構造体と係合し前記可動構造体を移動させるように構築され配置された機械的装置を備える、ヘッドフォンケースと
を備え、それぞれのトランスデューサが、約75ccから約750ccまでの空気容積に相当するコンプライアンスを有するドライバを含み、ドライバコンプライアンスと前記拡張されたバックキャビティ容積との比率が、約0.5から約2までである、
コンバーティブルヘッドフォンシステム。
【請求項２０】
コンバーティブルヘッドフォンシステムであって、
耳パッドをそれぞれが有する2つの耳カップを備える、ヘッドフォンであって、前記耳パッドが、耳を覆って嵌まるように適合されている耳覆い耳パッドか、または耳に着座するように適合されている耳載せ耳パッドかのいずれかであり、それぞれの耳カップが、前面および背面を有するトランスデューサを備え、背面キャビティが、それぞれのトランスデューサの前記背面に流体結合されている、ヘッドフォンと、
それぞれの耳カップに1つが結合されている2つの可動バルブであって、それにより、前記可動バルブが、前記背面キャビティを一部、画定し、前記背面キャビティの構成を変更するために、前記可動バルブが移動するように構築され配置されている、2つの可動バルブと
を備え、
それぞれのトランスデューサが、近似的空気容積に相当するコンプライアンスを有するドライバを備え、前記変更された構成においては、前記背面キャビティが、トランスデューサコンプライアンスと近似的に同じ容積を有し、
前記コンバーティブルヘッドフォンシステムが、
内部音響的容積部を有し前記ヘッドフォンを収納するように構築され配置されているヘッドフォンケースを備え、前記背面キャビティを前記ヘッドフォンケースの前記内部音響的容積部に流体結合し、拡張されたバックキャビティを生成するために、前記ヘッドフォンが前記ヘッドフォンケースの中に収納されているとき、前記可動バルブと係合し前記可動バルブを移動させるように構築され配置された装置を前記ヘッドフォンケースが備え、
それぞれのトランスデューサが、約75ccから約750ccまでの空気容積に相当するコンプライアンスを有するドライバを備え、ドライバコンプライアンスと前記拡張されたバックキャビティ容積との比率が、約0.5から約2までである、
コンバーティブルヘッドフォンシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、サウンドを周囲の環境へと投射する、音声を出すリスニング装置(out-loud listening device)としても使用可能なヘッドフォンに関する。
【背景技術】
【０００２】
ヘッドフォンは、比較的小さいサウンド音量を効率的に耳に伝えるように設計されている。ヘッドフォンが、音声を出して音楽を流すのにも使用可能になれば、それは、二重の目的を果たすことになる。しかしながら、ヘッドフォンドライバは、通常、コンプライアンス性が高く、ヘッドフォンは、バックキャビティ容積(back cavity volume)をそれほど有していない。したがって、ヘッドフォンは、音声を出すリスニング装置として有用であるほど十分な音量で低周波数サウンドを生み出すことができない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
以下に述べるすべての例および特徴は、任意の技術的に可能なやり方で組み合わせることができる。
【０００４】
1つの態様においては、コンバーティブルヘッドフォンシステムは、前面および背面を含むトランスデューサと、トランスデューサの背面に流体結合されるバックキャビティとを有するヘッドフォンを含む。音響的容積部を画定する外部音響的構造体が存在する。ヘッドフォンおよび外部音響的構造体は、ヘッドフォンのバックキャビティを外部音響的構造体の音響的容積部に流体結合するために、一緒に結合されるように構成されて、拡張されたバックキャビティ容積を形成する。
【０００５】
諸実施形態は、次の特徴のうちの1つ、またはそれらの任意の組合せを含むことができる。外部音響的構造体は、ヘッドフォンを収納するように構築され配置されているヘッドフォンケースを備えることができ、ヘッドフォンケースは、音響的容積部を含む内部容積部を有する。コンバーティブルヘッドフォンシステムは、ヘッドフォンに結合され背面キャビティを一部、画定する可動構造体をさらに含むことができ、可動構造体は、背面キャビティの構成を変更するために、移動するように構築され配置されている。ヘッドフォンケースは、ヘッドフォンがヘッドフォンケースの中に収納されているとき、可動構造体と係合し可動構造体を移動させるように構築され配置されている機械的装置を備えることができる。ヘッドフォンケースの機械的装置は、ヘッドフォンが、ヘッドフォンケースの中に収納されているとき、可動構造体と係合し可動構造体を移動させる突出した機構を備えることができる。突出した機構は、ポストを備えることができる。ケースは、ヘッドフォンが収納されているときに内部に着座する下側部分を備えることができ、下側部分は、下側壁を有し、ポストは、下側壁からケースの内部容積部内に突出している。
【０００６】
諸実施形態は、上記および/または下記の特徴のうちの1つ、あるいはそれらの任意の組合せを含むことができる。ヘッドフォンは、2つの耳カップを備えることができ、ヘッドフォンケースは、2つの開口部を有することができ、開口部はそれぞれ、ヘッドフォンがケースの中に収納されているとき、耳カップのうちの1つと位置合わせされる。開口部は、耳カップから開口部までの音響的経路が存在する限り、耳カップと位置ずれしていてもよい。たとえば、管または他の構造体が、耳カップを開口部に音響的に連結することができる。ヘッドフォンがケースの中に収納されているとき、耳カップは、開口部の周りでケースに封止し得る。ヘッドフォンケースは、ヘッドフォンケースの内部容積部から外側まで開口部を備えるオーディオポートを備えることができる。
【０００７】
諸実施形態は、上記および/または下記の特徴のうちの1つ、あるいはそれらの任意の組合せを含むことができる。ヘッドフォンは、トランスデューサの背面から離間され背面キャビティの一部を画定するシェルをさらに含むことができる。シェルは、背面キャビティの容積を変えるために、トランスデューサに対して内外に摺動するように構築され配置され得る。外部音響的構造体は、ドッキングステーションを備えることができる。ヘッドフォンは、再充電可能バッテリを備えることができ、ドッキングステーションは、ヘッドフォンに電気的に結合され得るバッテリ充電器および/またはバッテリを備えることができ、それにより、前記ドッキングステーションは、ヘッドフォンがドッキングステーションに結合されているとき、ヘッドフォンバッテリを再充電することができる。ヘッドフォンは、耳を覆って嵌まるように適合されている耳覆い耳パッド、または耳に着座するように適合されている耳載せ耳パッドを備えることができる。
【０００８】
諸実施形態は、上記および/または下記の特徴のうちの1つ、あるいはそれらの任意の組合せを含むことができる。トランスデューサは、近似的空気容積に相当するコンプライアンスを有するドライバを備えることができ、変更された構成においては、背面キャビティは、トランスデューサコンプライアンスと近似的に同じ容積を有することができる。トランスデューサは、近似的に250ccの空気容積に相当するコンプライアンスを有するドライバを備えることができる。トランスデューサは、約75ccから約750ccまでの空気容積に相当するコンプライアンスを有するドライバを備えることができる。拡張されたバックキャビティ容積は、約75ccから約750ccまでとすることができる。ドライバコンプライアンスと拡張されたバックキャビティ容積との比率は、約0.5から約2までとすることができる。
【０００９】
別の態様においては、コンバーティブルヘッドフォンシステムは、前面および背面を有するトランスデューサをそれぞれが含む2つの耳カップを備える、ヘッドフォンであって、背面キャビティが、それぞれのトランスデューサの背面に流体結合されている、ヘッドフォンと、ヘッドフォンに結合されて背面キャビティを一部、画定する2つの可動構造体であって、背面キャビティの構成を変更するために、移動するように構築され配置されている、2つの可動構造体と、内部音響的容積部を有しヘッドフォンを収納するように構築され配置されているヘッドフォンケースとを含む。ヘッドフォンケースは、背面キャビティをヘッドフォンケースの内部音響的容積部に流体結合するために、ヘッドフォンがヘッドフォンケースの中に収納されているとき、可動構造体と係合し可動構造体を移動させるように構築され配置されて、拡張されたバックキャビティを生成する機械的装置を備える。それぞれのトランスデューサは、約75ccから約750ccまでの空気容積に相当するコンプライアンスを有するドライバを含む。ドライバコンプライアンスと拡張されたバックキャビティ容積との比率は、約0.5から約2までである。
【００１０】
別の態様においては、コンバーティブルヘッドフォンシステムは、耳パッドをそれぞれが有する2つの耳カップを備える、ヘッドフォンであって、耳パッドが、耳を覆って嵌まるように適合されている耳覆い耳パッドか、または耳に着座するように適合されている耳載せ耳パッドかのいずれかであり、それぞれの耳カップが、前面および背面を有するトランスデューサを備え、背面キャビティが、それぞれのトランスデューサの背面に流体結合されている、ヘッドフォンと、それぞれの耳カップに1つが結合されて背面キャビティを一部、画定する2つの可動バルブであって、背面キャビティの構成を変更するために、移動するように構築され配置されている、2つの可動バルブとを含む。それぞれのトランスデューサは、近似的空気容積に相当するコンプライアンスを有するドライバを備え、変更された構成においては、背面キャビティは、トランスデューサコンプライアンスと近似的に同じ容積を有する。内部音響的容積部を有し、ヘッドフォンを収納するように構築され配置されているヘッドフォンケースが存在する。ケースは、背面キャビティをヘッドフォンケースの内部音響的容積部に流体結合するために、ヘッドフォンがヘッドフォンケースの中に収納されているとき、バルブと係合しバルブを移動させるように構築され配置されて、拡張されたバックキャビティを生成する装置を備える。それぞれのトランスデューサは、約75ccから約750ccまでの空気容積に相当するコンプライアンスを有するドライバを備え、ドライバコンプライアンスと拡張されたバックキャビティ容積との比率は、約0.5から約2までである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１Ａ】ヘッドフォンとして使用されるコンバーティブルヘッドフォンシステムの非常に概略的な図である。
【図１Ｂ】音声を出すリスニング装置として使用される図1Aのコンバーティブルヘッドフォンシステムの非常に概略的な図である。
【図２Ａ】ヘッドフォンとして使用される別のコンバーティブルヘッドフォンシステムの非常に概略的な図である。
【図２Ｂ】音声を出すリスニング装置として使用される図2Aのコンバーティブルヘッドフォンシステムの非常に概略的な図である。
【図３Ａ】3つの異なるコンプライアンスを含むドライバについてのパワー性能曲線を示すグラフである。
【図３Ｂ】ドライバコンプライアンスとヘッドフォンバックキャビティ容積との異なる組合せの効率性を示すグラフである。
【図４】コンバーティブルヘッドフォンシステムの概略図である。
【図５】コンバーティブルヘッドフォンシステムの概略図である。
【図６】ワイヤレスヘッドフォンのバッテリ充電器を含むコンバーティブルヘッドフォンシステムの概略図である。
【図７Ａ】コンバーティブルヘッドフォンシステムのヘッドフォン用の耳カップの断面図である。
【図７Ｂ】コンバーティブルヘッドフォンシステムのヘッドフォン用の耳カップの側面図である。
【図８Ａ】ヘッドフォンケースを含むコンバーティブルヘッドフォンシステムを示す図である。
【図８Ｂ】ヘッドフォンケースを含むコンバーティブルヘッドフォンシステムを示す図である。
【図９Ａ】ヘッドフォンケースを含むコンバーティブルヘッドフォンシステムを示す図である。
【図９Ｂ】ヘッドフォンケースを含むコンバーティブルヘッドフォンシステムを示す図である。
【図９Ｃ】ヘッドフォンケースを含むコンバーティブルヘッドフォンシステムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
コンバーティブルヘッドフォンシステムは、高品質のサウンドを耳に送るオンイヤー、またはオーバーイヤーヘッドフォンを有する。ヘッドフォンは、ヘッドフォントランスデューサのバックキャビティが実質的に拡大されるようなやり方で、外部構造体に結合され得る。これにより、結果的に、トランスデューサが、低周波数サウンドを効率的に生成することになり、したがって、ヘッドフォンは、音声を出すリスニング装置としても使用可能になる。
【００１３】
図1Aおよび図1Bは、本開示によるコンバーティブルヘッドフォンシステム300を概念的に示している。サウンド放射開口部303を備える耳カップ302が、頭部に、耳介304に、または耳介304を覆うように着座する。トランスデューサ306は、容積Vfcを有する前面キャビティ307、および容積Vbcを有するバックキャビティまたは背面キャビティ309へとサウンドを提供する。耳カップ302は、可動構造体310によってバックキャビティ309から選択的に結合解除される背面開口部またはポート317および312を有する。背面ポート317および312は、システム300の周波数応答の同調を可能にする。背面ポート317は、耳カップの後部に開口部を覆うように抵抗性メッシュ316を置くことによって、または当技術分野において知られている別のやり方で作製可能な抵抗性ポートである。背面ポート312は、耳カップの後部に連結されている、または当技術分野において知られている別のやり方で、長尺管を構成していることができる質量ポートである。耳カップは、バックキャビティにポートを1つも有していなくても、1つ有していても、または多数有していてもよい。耳カップは、多数の組合せのポーティング要素を使用して構築可能であり、いくつかの実施形態は、抵抗性ポートもしくは質量ポート、または両方を並列に含んでいても、あるいはポートを全く含んでいなくてもよい。ワイヤレス/等化モジュール308は、トランスデューサ306を駆動する電気信号を供給する。モジュール308はまた、トランスデューサにハードワイヤードされ得ることもある。
【００１４】
耳カップ302は、バックキャビティ309が、音響的構造体の中の音響的容積部に流体結合されるようなやり方で、外部音響的構造体に結合されるように構成されている。このことは、図1Bに示され、ここで、耳カップ302の開口部316は、別個のドックまたはヘッドフォンケース(すなわち、音響的構造体)330の内部音響的容積部331(容積Vbc2を伴う)に流体結合されて示されている。耳ごとに1つのドライバを含む典型的なヘッドフォンの場合、この外部音響的容積部331は、両方のヘッドフォンドライバによって共有され得ること、またはそれぞれのドライバは、それ自体の別個の外部音響的容積部を有することができることに留意されたい。構造体330は、ポート332を有し、このポート332は、サウンドがそこから逃げることを可能にする。ポートの代替は、パッシブラジエータとすることもでき得る。増幅器334は、前面開口部303ならびに背面ポート332からサウンド320を放射するのに十分なレベルにおいて、トランスデューサ306を駆動することができるようにするために、モジュール308に動作可能に結合される。バックキャビティ309と内部音響的容積部331がともに形成する拡張されたバックキャビティの容積により、バックキャビティ309単独であるよりも低い周波数サウンドがより良好に再生されることが可能になる。一結果として、結合されたシステム300aは、音声を出すリスニング装置として使用することができる。
【００１５】
コンバーティブルヘッドフォンシステム350の別の概念的な例は、図2Aおよび図2Bに示されている。この例においては、増加したバックキャビティ容積が、別個の音響的構造体なしに達成され得る。そうではなく、ヘッドフォン352のバックキャビティ361はそれ自体、前面354および背面356の耳カップ部分を互いに対して内外に摺動するように構築することによって拡張可能にされる。図2Aの入れ子構成は、コンパクトなオンヘッド構成であるが、一方、部分354と356とが離れて図2Bの音声を出すリスニング構成352aへと移動するとき、バックキャビティ容積361aは、容積361よりも大きく、同時に追加の容積363もまた生成され、容積363は、図1の構成において達成されるものと同様に、容積361aに流体結合されて、より大きい拡張されたバックキャビティ容積を生成する。電子回路モジュール362が、オンヘッド構成と音声を出す構成との両方において、トランスデューサ358を駆動する。
【００１６】
ヘッドフォンシステムが音声を出すリスリング装置として使用されることになるためには、バックキャビティまたは背面キャビティ容積は、実質的に増加し、したがって、システムが専用のラウドスピーカ付きのスタンドアロンの音楽プレイヤのように振る舞うのに十分な大音量で、低周波数サウンドが一層より効率的に生成されるようになる。同時に、そのヘッドフォントランスデューサは、それらがヘッドフォンとして使用され、装着されるとき、使用者の耳にサウンドを適切に伝える必要がある。普通、高性能ヘッドフォンは、軽量で、コンプライアンス性が高く、サイズが小さいドライバを有し、一方、音声を出すスピーカ用のドライバは、通常、重く、固く、大きい。したがって、ヘッドフォン用および音声を出すリスニング用のドライバは、通常、設計上、相互に排他的である。
【００１７】
本コンバーティブルヘッドフォンシステムでは、ドライバを、それらが、オンヘッドスピーカとして、および音声を出すスピーカとしての両方をうまく行うように設計することが有用である。主題のコンバーティブルヘッドフォンシステムの1つの非限定的な実施形態においては、トランスデューサドライバのコンプライアンスは、ヘッドフォンが、拡張された音響的構造体に結合されているとき、拡張された背面キャビティの容積と近似的に同じになるように設計されている。1つの非限定的な例においては、拡張されたバックキャビティ容積は、約250ccであり、ヘッドフォンドライバは、250ccの空気容積に相当するコンプライアンスを有する。ドライバのコンプライアンスの範囲は、約75ccから約750ccまでとすべきであること、ヘッドフォンバックキャビティ容積の範囲は、ドライバごとに約1ccから約100ccまでとすべきであること、および拡張されたバックキャビティ容積合計の範囲は、約75ccから約750ccまでとすべきであることが考えられる。ドライバコンプライアンスと拡張されたバックキャビティ容積とのドライバごとの比率は、約0.5から約2までとすべきであり、約2よりも大きい比率は、実現可能であるパワーよりも多くのパワーを必要とすることになり、0.5未満の比率は、実現不可能な拡張されたバックキャビティ容積を必要とすることになる。ポートを、それがバックキャビティ容積と共振するように設計すると、やはり、この比率も制約され、比率が増加するにつれて、ドライバがポートにエネルギーを入力する効率性が減少し、したがって、等化に必要な低周波数出力が制限される。またポートは、その設計されたシステム共振におけるオーディオ信号の増強がより低効率になる。
【００１８】
図3Aは、3つの異なるドライバについてのバックキャビティ容積の範囲のパワーを示している。1つは、コンプライアンス25ccを伴う音声を出すスピーカであり、もう1つは、コンプライアンス1000ccを伴う典型的なヘッドフォンドライバであり、3つ目は、コンプライアンス約250ccを伴う(または約75から約750ccまでの範囲の)上述のドライバである。わかり得るように、拡張されたバックキャビティ容積は、約80から約500ccまでの範囲にあるとき、250ccドライバが、最も効率的である。図3Bは、比率が約1である図示の設計の場合、出力が許容可能な範囲にあることを示す、拡張されたバックキャビティ容積とドライバコンプライアンスとの比率を示している。トランスデューサバックキャビティおよび/または拡張されたバックキャビティ容積の見掛け容積は、当技術分野において知られているように、トランスデューサバックキャビティおよび/または外部音響的容積部に空気吸着器を含めることによって増加させることができる。本明細書において利用可能な空気吸着器の非限定的な例は、米国特許第8,687,836号、および米国特許第8,794,373号に開示され、それらの開示は、参照によって本明細書に組み込まれている。
【００１９】
図4は、本開示のコンバーティブルヘッドフォンシステム10の概略図である。コンバーティブルヘッドフォンシステム10は、トランスデューサ12を含むヘッドフォン11を備える。トランスデューサ12は、磁石16およびダイヤフラム14を含む。トランスデューサ12は、その前面側から矢印22の方向にサウンドを投射する。サウンドは、耳クッション20によって外接されているヘッドフォンハウジング18の前面開口部から出る。背面キャビティ26は、トランスデューサ12の背面24の背後に画定される。キャビティ26は、サウンド放射開口部30を有する背面壁32を含むエンクロージャ28によって形成される。開口部30は、可動構造体34によって選択的に閉鎖され、この可動構造体34は、閉鎖位置(図示せず)においては、壁32に接するように着座し、したがって、開口部30を閉鎖する。図4に示されている開放位置においては、可動構造体34は、壁32の上方に位置し、これは、サウンドを背面キャビティ26から開口部30を通って逃がすのを可能にする。
【００２０】
システム10は、内部音響的容積部41を画定する外部音響的構造体40をさらに含む。ヘッドフォン11は、図4に示されているその変更された開放構成における背面キャビティ26を構造体40の音響的容積部41に流体結合するために、外部音響的構造体40に結合されるように構成されている。構造体40は、上側の壁44、側壁42、および下側の壁43によって画定され得る。したがって、構造体40は、その音響的容積部41をバックキャビティ26の音響的容積部に加える。より大きいバックキャビティ容積の場合、トランスデューサドライバは、さらに後述するように、大音量で低周波数を生成する点で一層より効率的であり得る。側壁42は、サウンドが環境へとそれを通って進むことができる開口部48を有することができる。
【００２１】
可動構造体34は、所望の様式で移動するように構築され配置され得る。図4に示されている例においては、構造体34は、ヘッドフォン11が外部音響的構造体40の上側壁44の中の受入れ開口部46内に置かれているとき、開放位置に移動する。構造体40は、開口部46の中に着座する固定ポスト38を含み、それにより、ヘッドフォンハウジング18が図4に示されている開口部46の中に固定されているとき、可動構造体34がポスト38の上部に接触し、矢印36によって示されている壁32の上方に上へと押し上げられる。ヘッドフォン11が構造体40から持ち上げられたとき、構造体34を閉鎖位置に戻すための何らかの構成体が存在することが好ましい。このことは、当業者には明らかになるように、他の様式で達成可能な伸縮ばね31によって概略的に示されている。
【００２２】
本開示のコンバーティブルヘッドフォンシステム80の別の例が、図5に概略的に示されている。バックキャビティ仕切板または壁などのいくつかの詳細は、明瞭にするために示されていないことに留意されたい。この例においては、ヘッドフォン82は、ヘッドフォンケース100内に受け入れられる(収納される)ように構築され配置されている。ヘッドフォンがあるとき、可動構造体94は、ケース底壁102から内側に突出しているポスト106と係合することによって、ヘッドフォンハウジング84の中の背面開口部98から上へと押し上げられる。このことは、それによって、ヘッドフォンケース100の内部容積部101を含めるために背面キャビティ92の容積を増加させる。また、ヘッドフォンの前面キャビティをヘッドフォンケースに実質的に封止して、それにより、トランスデューサ90の前面から投射されたサウンドが、ヘッドフォンケース上側壁105の中の開口部104を通って逃げることができることも図5に示されている。この非限定的な例においては、この封止は、ヘッドフォンが図面に示されているケース内に置かれているとき、耳クッション86が上側壁105の内側に接触するという物理的配置構成により達成される。この封止により、存在する任意のポートを除いて、ヘッドフォンケース内部容積部101も閉鎖される。
【００２３】
ほとんどのヘッドフォンは、使用者の一方の耳にサウンドを供給するようにそれぞれが設計されている2つの別個のトランスデューサを含む。ヘッドフォンは、耳を覆って嵌まるように適合されている耳覆い耳カップ、または耳に着座するように適合されている耳載せ耳カップを含み得る。耳覆いまたは耳載せヘッドフォン112の一例が、図6に示されている。ヘッドフォン112は、ヘッドバンド118によって連結されている耳カップ114および116を備える。コンバーティブルヘッドフォンシステム110は、内部音響的容積部を画定する外部音響的構造体120をさらに含む。ヘッドフォン112は、耳カップ114および116の中のトランスデューサの背面キャビティを構造体120の内側の音響的容積部に流体結合するために、構造体120に結合されるように構成されている。構造体120内に組み込まれているポートの外部開口部とすることができる開口部122は、サウンドが構造体120から逃げるのを可能にする。構造体120は、ヘッドフォン112が構造体120に結合されているとき(たとえば、組合せ電気接点を介して)、ヘッドフォンと機能的に係合するバッテリ充電器124および/またはバッテリを載せるように構成され得、それにより、ヘッドフォン112が構造体120に結合されているとき、ヘッドフォンの中のいずれの再充電可能バッテリでも自動的に充電される。構造体120は、1つの非限定的な例においては、ワイヤレスヘッドフォン用のドッキングステーションとすることができ、ドッキングステーションは、ヘッドフォンのバッテリを充電するように設計されているバッテリ充電機能を含む。ヘッドフォントランスデューサの背面キャビティをドッキングステーション120の利用可能な内部容積部に結合することによって、ドッキングステーション120の内部容積部は、システム110が、低周波数サウンドを比較的大音量でより効率的に生み出すのを助ける。1つの結果として、本開示のコンバーティブルヘッドフォンシステムは、ヘッドフォンが、特により低い周波数で高品質の音声を出すリスニング音響を提供するという構成において使用できるようになる。
【００２４】
図7Aおよび図7Bは、本開示のコンバーティブルヘッドフォンシステムにおいて使用可能なヘッドフォンの一例を示している。ヘッドフォン130は、耳クッション(図示せず)を保持するチャネル150を画定する上側ハウジング148を含む耳カップ146と、開口部を含むスクリーン152とを備え、この開口部は、サウンドがトランスデューサ132から耳に伝えられ得るようにスクリーン152を十分に音響的に透明にする。下側ハウジング133は、背面トランスデューサキャビティ134を画定し、可動構造体またはバルブ136によって選択的に閉鎖される開口部137を含む下側壁135を有する。バルブ136は、ハウジング133の上側部における円筒形キャビティ140内に捕捉され円筒形キャビティ140内で上下に移動することができるポスト138を有する。バルブ136が、図7Aに示されている閉鎖位置から移動し、開放位置に上へと押し上げられたとき、開口部137が、露出される。ヘッドフォン130が、上に示されたものなどの外部音響的構造体に結合されているとき、開口部137が、開放位置にあるバルブによって露出されているとき、背面トランスデューサキャビティの容積は、上述のように増加する。ヘッドフォン130はまた、ヘッドバンドを係合する構造体160を含む。典型的な配置構成においては、ヘッドフォンは、耳カップ146の2つを、それぞれの耳に1つずつ含むことになる。しかしながら、ヘッドフォンは、単一の耳カップを備え得る。
【００２５】
ヘッドフォン130は、図8A、図8B、図9A、図9B、および図9Cに示されているヘッドフォンケース220に結合されるように設計され構成されている。ヘッドフォンケース220は、ヘッドフォンが収納されているときに内部に着座する下側部分180と、ヘッドフォンが収納されているときヘッドフォンの上方に着座する上側部分222とを含む。ケースは、クラムシェルケースとすることも、または当技術分野において知られている他の構成を有することもでき得る。上側壁223は、開口部224および226を含む。下側部分180は、ヘッドフォンの2つの耳カップと係合し2つの耳カップを固定するように設計されている機械的機構を有する。これらの機構は、図9Aおよび図9Bに最良に示されている。ポスト206および208は、下側内部面182から上へと突出し、ヘッドフォンの背面トランスデューサキャビティの一部を画定するバルブ136などの可動構造体と係合し可動構造体を移動させる。ヘッドフォンを適切な収納位置に維持するためには、ケースは、耳カップと連動する、または別の形でヘッドフォンをケースの中の定位置に保持する構造体を含むことができる(が、必ずしも含むとは限らない)。この非限定的な例においては、一方の耳カップ用の構造体は、可動ラッチ200および201を備え、もう一方の耳カップ用の構造体は、可動ラッチ207および209を備える。図9Bに示されているように、これらのラッチは、図7に示されている下側ハウジング133の上部を係合することができる。耳カップをヘッドフォンケースの中の定位置に積極的に保持する他の配置構成は、本開示の範囲内に企図される。また、限定するものではないが、本明細書に示されているもの以外の機械的構造体、または電気機械的装置を含む、バルブ136を移動させる他の手段が、本明細書において企図される。
【００２６】
図9Bは、ラッチ207および209を介してヘッドフォンケースにラッチされた単一の耳カップ146を示している。ケースは、耳カップ146の耳パッドが、図5に示されている様式で、開口部226のすぐ外側および開口部226の周囲を完全に上面壁222の内側に接するように封止することになるように設計され配置されている。一結果として、ヘッドフォントランスデューサによって生み出されるサウンドが開口部224および226を通ってケースから出ることになる。また、ヘッドフォンの背面キャビティ容積は、ケース220の空の内部容積部全体によって実質的に増加する。外部開口部188を含むポート186は、当技術分野において知られているように背面キャビティを同調するのを助ける。ケースはまた、ポートなしに構成されてもよい。すなわち、パッシブラジエータが、ポートの代わりに使用され得ることもある。
【００２７】
いくつかの実装形態について説明されている。にもかかわらず、本明細書に説明される発明の概念の範囲から逸脱することなく、追加の修正を行うことができ、したがって、他の実施形態が、添付の特許請求の範囲内にあることが理解されよう。
【符号の説明】
【００２８】
10  コンバーティブルヘッドフォンシステム
11  ヘッドフォン
12  トランスデューサ
14  ダイヤフラム
16  磁石
18  ヘッドフォンハウジング
20  耳クッション
22  矢印
24  背面
26  キャビティ
28  エンクロージャ
30  サウンド放射開口部
31  伸縮ばね
32  背面壁
34  可動構造体
36  矢印
38  ポスト
40  外部音響的構造体
41  内部音響的容積部
42  側壁
43  下側の壁
44  上側の壁
46  受入れ開口部
48  開口部
80  コンバーティブルヘッドフォンシステム
82  ヘッドフォン
84  ヘッドフォンハウジング
86  耳クッション
90  トランスデューサ
92  キャビティ
94  可動構造体
98  開口部
100  ヘッドフォンケース
101  内部容積部
102  ケース底壁
104  開口部
105  ヘッドフォンケース上側壁
106  ポスト
110  コンバーティブルヘッドフォンシステム
112  ヘッドフォン
114、116  耳カップ
118  ヘッドバンド
120  外部音響的構造体、ドッキングステーション
122  開口部
124  バッテリ充電器
130  ヘッドフォン
132  トランスデューサ
133  下側ハウジング
134  トランスデューサキャビティ
135  下側壁
136  バルブ
137  開口部
138  ポスト
140  キャビティ
146  耳カップ
148  上側ハウジング
150  チャネル
152  スクリーン
160  構造体
180  下側部分
182  下側内部面
186  ポート
188  外部開口部
200、201  可動ラッチ
206、208  ポスト
207、209  可動ラッチ
220  ヘッドフォンケース
222  上側部分
223  上側壁
224、226  開口部
300  コンバーティブルヘッドフォンシステム
300a  結合されたシステム
302  耳カップ
303  サウンド放射開口部、前面開口部
304  耳介
306  トランスデューサ
307  キャビティ
308  ワイヤレス/等化モジュール
309  キャビティ
310  可動構造体
312、317  ポート
316  メッシュ、開口部
320  サウンド
330  ヘッドフォンケース、構造体
331  外部音響的容積部
332  ポート
334  増幅器
350  コンバーティブルヘッドフォンシステム
352  ヘッドフォン
352a  音声を出すリスニング構成
354  前面
356  背面
358  トランスデューサ
361  キャビティ、容積
361a  キャビティ容積
362  電子回路モジュール
363  容積
Vbc、Vbc2、Vfc  容積
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【国際調査報告】
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