(57)【要約】【課題】ハウジング内にダイナミック型のウーハと圧電素子を設けたスピーカ及びイヤホンであって、高音質のものを提供すること。【解決手段】音圧出力口を有するハウジング１００内にダイナミック型のウーハ２１４を設け、ウーハから音圧出力口に至る低音出力路上に圧電素子型のツイータ２１３を設けたスピーカ及びイヤホンを提供する。イヤホン３０１において、ツイータ３１１を鼓膜の近くに設けて鼓膜からの反射音の影響を減らす。イヤホン及びスピーカにおいて、低音調整穴７１１により所望の周波数特性を得る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
音圧出力口を有するハウジングと、
前記ハウジング内に備えられたダイナミック型のウーハと、
前記ウーハから前記音圧出力口に至る低音出力路上に設けられた圧電素子型のツイータとを備えることを特徴とする、イヤホン。
【請求項２】
前記ハウジングは外耳道に挿入される円筒部を備え、
前記音圧出力口が前記円筒部に設けられ、
前記ツイータは、少なくとも一部が前記円筒部内に設けられることを特徴とする、請求項１に記載のイヤホン。
【請求項３】
前記ウーハは、前記ハウジングの一軸方向の一端に設けられ、
前記円筒部は、前記一軸方向の他端に、円筒の軸が前記一軸方向に対して９０度の角度を持って設けられていることを特徴とする、請求項２に記載のイヤホン。
【請求項４】
前記ウーハは、前記ハウジングの一軸方向の一端に設けられ、
前記円筒部は、前記一軸方向の他端に、円筒の軸が前記一軸方向に対して３０〜５０度の角度を持って設けられていることを特徴とする、請求項２に記載のイヤホン。
【請求項５】
前記円筒部の軸に直角な断面において、前記ツイータの断面積が前記円筒の筒部の断面積の２分の１以下であることを特徴とする、請求項２〜４のいずれか１項に記載のイヤホン。
【請求項６】
前記ツイータは、前記円筒部の軸に平行な貫通孔を備えることを特徴とする、請求項５に記載のイヤホン。
【請求項７】
前記ウーハと前記ツイータとの間に、前記低音出力路の空気を停留させる仕切板を備え、
前記仕切板は、前記空気の流通する低温調整穴を有することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載のイヤホン。
【請求項８】
前記ツイータが前記ハウジングの内壁に沿って配置されることを特徴とする、請求項７に記載のイヤホン。
【請求項９】
音圧出力口を有するハウジングと、
前記ハウジング内に備えられたダイナミック型のウーハと、
前記ウーハから前記音圧出力口に至る低音出力路上に設けられた圧電素子型のツイータとを備えることを特徴とする、スピーカ。
【請求項１０】
前記ウーハと前記ツイータとの間に、前記低音出力路の空気を停留させる仕切板を備え、
前記仕切板は、前記空気の流通する低温調整穴を有することを特徴とする、請求項９に記載のスピーカ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イヤホン及びスピーカに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、科学技術の急速な進歩に伴い、電気製品が全て軽量・小型化に向かって発展してきた。そのため、人々は、ヘッドホンステレオのような小型の電気製品を気軽に利用できるようになったが、これらの機器を用いて音声を再生する際は、通常ヘッドホンやイヤホン等の可聴音変換器が使用される。
【０００３】
イヤホンの一種としてカナル型イヤホンが広く普及している。このカナル型イヤホンは外耳道に挿入される装着部と、この装着部に取り付けられ、内部にスピーカが設けられるハウジングを備える。また、装着部の内部からハウジングの内部に渡り音響管が設けられ、この音響管の内部にスピーカを設ける技術（特許文献１）も知られている。音響管に配置するスピーカには、バランスドアーマチャー（Balanced Armature、以下「ＢＡ」という。）型のものが利用されることが多い。しかし、ＢＡ型スピーカは箱形状であり比較的大型なので、ＢＡ型スピーカを音響管に配置すると音響管の容積の半分以上を占有してしまう。したがって、鼓膜からの反射音がＢＡ型スピーカを収容するケースに直接反射する割合が比較的高く、音質が劣化する。また、ＢＡ型スピーカは高価なのでコスト高となる。
【０００４】
そこで、高音領域を再生するためのツイータに圧電素子を用いると共に、低音領域を再生するためにダイナミック型のウーハを用いたスピーカ（特許文献２）が提案されている。このようなスピーカは、圧電素子が安価なので、ツイータにバランスドアーマチャー（Balanced Armature、以下「ＢＡ」という。）型を用いたスピーカよりも価格を安くできるメリットがある。しかし、イヤホンに用いる場合には、圧電素子の面積を広く取り、所望の音圧を得ることが困難である。また、ＢＡ型の場合ほどではないが、鼓膜からの反射音が圧電素子に反射して音質が劣化する問題も残っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−０３７１８７号公報
【特許文献２】特開２００４−１４７０７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、ハウジング内にダイナミック型のウーハと圧電素子を設けたスピーカ及びイヤホンであって、高音質のものを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のイヤホンは、
音圧出力口を有するハウジングと、
前記ハウジング内に備えられたダイナミック型のウーハと、
前記ウーハから前記音圧出力口に至る低音出力路上に設けられた圧電素子型のツイータとを備えることを特徴とする。
【０００８】
この特徴によれば、ダイナミック型のウーハと圧電素子型のツイータとをコンパクトに配置したイヤホンが提供される。
【０００９】
本発明のイヤホンは、
前記ハウジングは外耳道に挿入される円筒部を備え、
前記音圧出力口が前記円筒部に設けられ、
前記ツイータは、少なくとも一部が前記円筒部内に設けられることを特徴とする。
【００１０】
この特徴によれば、ツイータが音圧出力口の近傍に配置される。鼓膜からの反射音（空気）がツイータに衝突しても音質の劣化が少ない。
【００１１】
本発明のイヤホンは、
前記ウーハは、前記ハウジングの一軸方向の一端に設けられ、
前記円筒部は、前記一軸方向の他端に、円筒の軸が前記一軸方向に対して９０度の角度を持って設けられていることを特徴とする。
【００１２】
この特徴によれば、鼓膜からの反射音がハウジング内を通過して音質を低下させることが少ない。
【００１３】
本発明のイヤホンは、
前記ウーハは、前記ハウジングの一軸方向の一端に設けられ、
前記円筒部は、前記一軸方向の他端に、円筒の軸が前記一軸方向に対して３０〜５０度の角度を持って設けられていることを特徴とする。
【００１４】
この特徴によれば、鼓膜からの反射音が円筒部内で複数回反射して減衰する。音質を低下させることが少ない。
【００１５】
本発明のイヤホンは、
前記円筒部の軸に直角な断面において、前記ツイータの断面積が前記円筒の筒部の断面積の２分の１以下であることを特徴とする。
【００１６】
この特徴によれば、鼓膜からの反射音がツイータの端部に衝突して音質を低下させることが少ない。
【００１７】
本発明のイヤホンは、
前記ツイータは、前記円筒部の軸に平行な貫通孔を備えることを特徴とする。
【００１８】
この特徴によっても、鼓膜からの反射音がツイータの端部に衝突して音質を低下させることが少ない。
【００１９】
本発明のイヤホンは、
前記ウーハと前記ツイータとの間に、前記低音出力路の空気を停留させる仕切板を備え、
前記仕切板は、前記空気の流通する低温調整穴を有することを特徴とする。
【００２０】
この特徴によれば、低温調整穴の位置及び大きさを調整して、ウーハ出力音の周波数特性を調整することができ、音質が向上させられる。
【００２１】
本発明のイヤホンは、
前記ツイータが前記ハウジングの内壁に沿って配置されることを特徴とする。
【００２２】
この特徴によれば、圧電素子の面積を大きく取ることができ、十分な音圧をえることができる。
【００２３】
本発明のスピーカは、
音圧出力口を有するハウジングと、
前記ハウジング内に備えられたダイナミック型のウーハと、
前記ウーハから前記音圧出力口に至る低音出力路上に設けられた圧電素子型のツイータとを備えることを特徴とする。
【００２４】
本発明のスピーカは、
前記ウーハと前記ツイータとの間に、前記低音出力路の空気を停留させる仕切板を備え、
前記仕切板は、前記空気の流通する低温調整穴を有することを特徴とする。
【００２５】
上述のイヤホンのスピーカ部分を、イヤホン以外にも用いることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、ハウジング内にダイナミック型のウーハと圧電素子を設けたスピーカ及びイヤホンであって、高音質のものを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、イヤホンの断面図である。（実施例１）
【図２】図２（ａ）は図１のＡ−Ａ断面図であり、（ｂ）は図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図３】図３は、圧電素子の製造方法を説明する図である。
【図４】図４は、圧電素子の支持方法を説明する図である。
【図５】図５は、イヤホンの断面図である。（実施例２）
【図６】図６は、図５のＡ−Ａ断面図である。
【図７】図７は、イヤホンの断面図である。（実施例３）
【図８】図８は、図７を矢印Ａの方向からみた図である。
【図９】図９は、イヤホンの断面図である。（実施例４）
【図１０】図１０は、図９を矢印Ａの方向からみた図である。
【図１１】図１１（ａ）はイヤホンの正面図であり、（ｂ）はイヤホンの断面図である。（実施例５）
【図１２】図１２は、イヤホンの断面図である。（実施例６）
【図１３】図１３は、イヤホンの断面図である。（実施例７）
【図１４】図１４は、イヤホンの断面図である。（実施例８）
【図１５】図１５は、スピーカの断面図である。（実施例９）
【図１６】図１６は、図１５を矢印Ａの方向から見た図である。
【図１７】図１７は、ウーハ装置の断面図である。
【図１８】図１８は、スピーカの断面図である。（実施例１０）
【図１９】図１９は、図１８を矢印Ａの方向から見た図である。
【図２０】図２０は、イヤホンの断面図である。（実施例１１）
【図２１】図２１は、イヤホンの断面図である。（実施例１２）
【図２２】図２２は、ヘッドホンの断面図である。（実施例１３）
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施例を示す。実施例１〜８は主として鼓膜からの反射音への対応を、実施例９〜１３は主として音圧及び周波数特性の向上を説明するものである。これらの実施例に示されたものを組み合わせることができ、組み合わせたものも本発明の技術的範囲に含む。
【実施例１】
【００２９】
図１は、イヤホンの断面図である。イヤホン１０は、第２の筐体部（後筐体部）１００、コード収容部１１０、ベースボリューム（Bass Volume）１２０、装着部２００を備える。
【００３０】
第２の筐体部１００はハウジングであり、装着部２００に設けられる後述する第１の筐体部（前筐体部）２１０に取り付けられて利用される。取り付け方法ははめ込み式の他、接着等どの方式を用いても差し支えないが、イヤホン１０を耳に装着した際は、第２の筐体部１００は外耳道の外側に位置する。
【００３１】
ブッシング１１０は、第２の筐体部の側面に設けられ、音響再生装置（図示せず）から供給された電気信号を第２の筐体部１００を介して第１の筐体部２１０に伝送する。ベースボリューム１２０は低音域のボリュームを調整するが、ブッシング１１０を介して電気的に接続された音響再生装置側で調整できるように構成しても差し支えない。
【００３２】
装着部２００は、第１の筐体部２１０とイヤーパッド２２０を備える。第１の筐体部２１０は円筒２１１と本体部２１２を備える。ただし、本体部２１２はハウジングとして用いられるものなので、以下単にハウジングともいう。また、円筒２１１は外耳道に挿入され、内部には圧電素子（例えば圧電セラミック）で形成されたツイータ２１３が設けられる。ここで、ツイータ２１３は主として高音領域（５ｋＨｚ〜４５ｋＨｚ）を再生する可聴音変換器である。また、ツイータ２１３は、後述するように例えば４層構造で形成される。
【００３３】
また、このツイータ２１３は一端が円筒２１１の内部に設けられていれば足り、ツイータ２１１の他端は本体部２１２に延設されていても差し支えない。また、円筒２１１の内部から本体部２１２の内部にかけて音響管（図示せず）を設け、音響管の内部にツイータ２１３を配置しても差し支えない。なお、音響管の内径は耳道と略等しいことが好ましい。更に、ツイータは円筒２１１の長手方向に沿って形成される直方体を例示しているが、円筒型や円柱形状でも差し支えない。
【００３４】
一方、本体部２１２は円筒２１１と第２の筐体部１００の間に位置し、本体部２１２の長手方向の端部は円筒２１１と連通する。また、本体部２１２にはダイナミック型のウーハ２１４が設けられる。ここで、ウーハ２１４は、例えば振動板がフイルム（film）で構成され、主として低音領域（２０Ｈｚ〜５ｋＨｚ）を再生する可聴音変換器である。なお、ツイータ２１３とウーハ２１４で再生される音のクロスポイント（音が繋がるポイント）は概ね３ｋＨｚから５ｋＨｚである。
【００３５】
イヤーパッド２２０はフォーム式、又はシリコン式の弾性部材で構成され、第１の筐体２１０を包み込むように覆う。また、この第１の筐体部２１０が耳に装着された際は、イヤーパッド２２０はクッションの役割を果たす。
【００３６】
図２（ａ）は図１のＡ−Ａ断面図であり、図２（ｂ）は図１のＢ−Ｂ断面図である。図２（ａ）から明らかなように、円筒２１１の内部に形成されたツイータ２１３は断面が長方形である。また、円筒２１１の直径は例えば６ｍｍである。また、図２（ａ）から明らかなように、ツイータ２１３の断面積は円筒２１１の断面積に対して十分小さい。
【００３７】
また、図２（ｂ）から明らかなように、ツイータ２１３は本体部２１２に延設され、この本体部２１０はイヤーパッド２２０で覆われている。なお、ツイータ２１３は必ずしも本体部２１２に延設されている必要はなく、円筒２１１内に収まるような長さとしても差し支えない。
【００３８】
ここで、本体部２１０の直径は例えば８ｍｍ〜１０ｍｍである。また、本体部２１２と第２の筐体１００の間に図示しない空気孔を設け、本体部２１２から第２の筐体１００に向けて空気が抜けるようにしても良い。このような空気孔を設けると、音場を広く取ることができる。
【００３９】
このように、本実施例によれば、圧電素子で形成されると共に少なくとも一端が円筒に設けられるツイータを備えたので、高音質の音を提供することができる。
【００４０】
すなわち、ＢＡ型のスピーカを音響管に配置する従来の構成と比較した場合、圧電素子で形成されたツイータ２１３を円筒２１１に設けられるので、円筒２１１の断面積に対してツイータ２１３の断面積が十分小さく、鼓膜からの反射音がツイータ２１３にて直接反射される割合が少ない。
【００４１】
更に、第１の筐体部２１０にツイータ２１３とウーハ２１４を設けたので、従来のように第２の筐体内１００にツイータ及びウーハを備えた構成と比較し、鼓膜に近い位置で音を再生することができる。すなわち、高音領域は発音体であるスピーカから鼓膜までの容量が小さいほど高音をクリアに再生できるため、高音領域を高音質に再生できる。なお、ウーハ２１４は第１の筐体２１０内に実装するメリットが比較的少ないので、ツイータ２１３のみを第１の筐体２１０内に配置し、ウーハ２１４を第２の筐体１００に配置するような構成としても良い。
【００４２】
加えて、高音領域を圧電素子を用いたツイータで再生し、低音領域をダイナミック型のウーハで再生するので、周波数帯（例えば２０Ｈｚ〜４５ｋＨｚ）に拘わらず綺麗な音で再生できる。更に、本発明は、ツイータに金属を用いるバランスドアーマチャー型のイヤホンと比較して安価である。
【００４３】
次に、図３を参照して図１で説明した圧電素子の製造方法を説明する。図１の実施例で説明したツイータ２１３は例えば次の方法で形成される。図３（ａ）は金属又は樹脂で形成された振動板２７０上に圧電素子２６０を接着させたユニモルフの例である。圧電素２６０子は例えばチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を用いて形成される。
【００４４】
なお、図３（ａ）では、振動板２７０の表面にのみ圧電素子２６０を接着したが、裏面にも接着してこれらを並列接続しても差し支えない。また、振動板２７０を振動させるために必要となる発振回路はトランジスタや抵抗等の電子部品で構成されるが、説明を省略する。
【００４５】
図３（ｂ）は、圧電素子（ＰＺＴ）２６１と圧電素子２６２が接着されたバイモルフの例である。（ａ）の例と比較して感度は２倍となる。なお、圧電素子の厚みは例えば５０μｍである。
【００４６】
図３（ｃ）は、４つの圧電素子２６３〜２６６間に３つの電極２６７を介して多層構造としたものであり、（ａ）と比較して感度は４倍となる。また、圧電素子の積層方法はこれらに限られず、振動板２７０を介して表面を２層構造とし、裏面も２層構造とし、併せて４層構造を採用しても良い。
【００４７】
ところで、イヤホン用のスピーカは、外形のサイズが一般に直径８ｍｍから１６ｍｍ程度である。そのため、ツイータに圧電素子を利用する際にも大きさに制限が課されることとなる。また、圧電素子の感度（音圧）を上昇させるためには、インピーダンスを下げる必要がある。ここでインピーダンスＸはＸ＝１／２πｆＣ（ｆは周波数、Ｃは静電容量）なので、インピーダンスを下げるためには、周波数を上げるか、静電容量を大きくする必要がある。
【００４８】
具体的には、一般に必要とされる感度を得るためには、静電容量を１００ｎＦ程度にすることが必要である。これは例えば、振動板の直径が９ｍｍの場合には、振動板２７０を介して表面を２層構造とし、裏面も２層構造とし、併せて４層構造とすることにより１００ｎＦ程度の静電容量を確保できる。
【００４９】
図４は、圧電素子２６０の支持方法を説明する図である。図４（ａ）はノード支持の例であり、金属板２７０上に接着された圧電素子２６０は、支持部２８０、２８１の距離に基づいて共振周波数が決定される。ここで、支持部２８０、２８１間の距離は概ね圧電素子２６０の長手方向における幅に等しく、両者の距離が後述する例と比較して短いため共振周波数が最も高い。
【００５０】
図４（ｂ）は周辺支持の例であり、金属板２７０上に接着された圧電素子２６０は、支持部２８２、２８３の距離に基づいて共振周波数が決定されるが、（ａ）の例よりも支持部２８２、２８３間の距離が長いので共振周波数は低い。図４（ｃ）は中心支持の例であり、金属板２７０上に接着された圧電素子２６０は、支持部２８４、２８５に基づいて共振周波数が決定されるが、上述した２つの例と比較して共振周波数は最も低い。このように、圧電素子２６０の支持方法を調整することにより図１のツイータ２１３が再生可能な音声帯域を調整することができる。
【実施例２】
【００５１】
図５は、イヤホンの断面図である。イヤホン３０１は、イヤホンの他ヘッドホンでも差し支えない。イヤホン３０１のハウジング３２０の内部にはウーハ装置３３０が設けられ、ハウジング３２０の端部に形成された円筒３１０にはツイータ３１１が設けられる。
【００５２】
ウーハ装置３３０は、ウーハ３３５を振動させるため、ボイスコイル３３１、フレーム３３２、マグネット３３３を備える。
【００５３】
ボイスコイル３３１は、ボイスコイルボビンを中心に巻回され、ウーハ３３５の振動に伴い伸縮を繰り返し、通常は銅線を用いて形成される。また、マグネット３３３は、中心部に植立されたセンターポールを囲繞するようにウーハ２１４の下に配置された円環状の永久磁石であり、一般的にはフェライト磁石やコバルト磁石が用いられるが、本発明はこれらの磁石に限られるものではない。
【００５４】
ダンパー３３２は波型に形成され、一端がフレーム３３４、又は漏斗状のフレーム３３４ａに接続され、ウーハ３３５の振動により発生したエネルギーを減衰させる。なお、ウーハ装置３３０に相当する構成は、図１のウーハ２１４を動作させるため、実施例１においても実際には存在するが、図１においては図示を省略している。
【００５５】
図６は、図５のＡ−Ａ断面図である。円筒状のハウジング３２０の端部には円筒３１０が設けられ、円筒３１０には円筒型のツイータ３１１が設けられる。図６から明らかなように、円筒型に形成されたツイータ３１１は中空であるため、円筒３１０に対して断面積が十分に小さい。なお、円筒型のツイータ３１１は矩形状のセラミックシートを所望とする層に重ねた後、折り曲げて対向する辺同士を接続して円筒を形成する。
【００５６】
ツイータ３１１が円筒型であるため、鼓膜からの反射音は大部分がツイータ３１１の内部を通過するか円筒３１０とツイータ３１１の間を通り、ハウジング３２０内に設けられたウーハ３３５に到達する。
【００５７】
すなわち、ツイータ３１１の鼓膜側の端部では、鼓膜からの反射音がほとんど再び反射せず、鼓膜との間の距離が長いウーハ３３５で反射されることとなる。その結果、従来の音響管にＢＡ型を設ける構成よりも鼓膜からの反射音の影響が少なく、高音領域をクリアに再生することができる。
【００５８】
更に、圧電素子の静電容量は面積に比例し、面積が広くなれば音圧性能は向上するが、圧電素子の形状自体は音圧性能に影響を与えないため、本実施例は更に次の効果がある。即ち、本実施例によれば、円筒型の圧電素子でツイータ３１１を形成したので、面積を広く取り高レベルの音圧を確保できる。
【００５９】
このように、本実施例によれば、鼓膜からの反射音がツイータ３１１の鼓膜側の端部で直接反射する量を少なくすることにより高音領域をクリアに再生し得ると共に、圧電素子の面積も広くとれるので、高音領域の音圧を確保することも可能となる。
【実施例３】
【００６０】
図７は、イヤホンの断面図である。イヤホン３０２は、ハウジング３２１の長手方向の端部に円筒３１０が設けられる。なお、イヤホン３０２はヘッドホンでも差し支えない。また、ハウジング３２１は、上ハウジング３５２と、長手方向が上述した上ハウジングよりも長い下ハウジング３５０を備える。円筒３１０には円筒型のツイータ３１１が設けられる。なお、円筒３１１を形成するには、図３（ａ）〜図３（ｃ）に記載した方法で矩形の振動板を形成した後、振動板を折り曲げて振動板の対向する辺同士を接続し、円筒を形成する。
【００６１】
上ハウジング３５２の内部にはウーハ装置３３０が設けられる。また、下ハウジング３５０には下ハウジング３５０に形成された空間を仕切るように、下ハウジング３５０の内面にフレーム３５３が固定される。ここで、フレーム３５３は下ハウジング３５０の底面と平行である。また、上ハウジング３５２と下ハウジング３５０により、ウーハ装置３３０、フレーム３５３、及びウーハ３４０は密閉される。このように、密封することによって、より低い音域を再生することが可能となる。
【００６２】
フレーム３５３には、下向きに凸となるようにウーハ３４０が設けられ、このウーハ３４０は上述したウーハ装置３３０の動作により振動する。
【００６３】
次に、低音を再生する仕組みを説明する。ウーハ装置３３０の動作によりウーハ３４０が振動し、低音領域の音が再生される。この低音領域の音は、フレーム３５３に形成されたフレーム穴３５４及び、低音調整穴３５１を介して円筒３１０に侵入し、円筒３１０を介して外部に出力される。このようにして低音調整穴３５１を介して低音を出力すると中高域（５ｋＨｚ以上）をカットし易い。また、低音の量は低音調整穴３５１の大きさ又は数により調整され、具体的には低音調整穴３５１の径を大きくすることにより低音の量を多くすることができる。
【００６４】
図８は、図７を矢印Ａの方向からみた図面である。ハウジング３２１の端部には円筒３１０が形成されている。また、ツイータ３１１は円筒３１０の径よりもやや小さい径の円筒型に形成されている。更に、ツイータ３１１の中央よりもやや右側に、ツイータ３１１の径よりも小さい下ハウジング３５０に形成された低音調整穴３５１を確認できる。
【００６５】
ツイータ３１１が円筒型であるため、鼓膜からの反射音は大部分がツイータ３１１の内部を通過するか円筒３１０とツイータ３１１の間を通過する。
【００６６】
すなわち、ツイータ３１１の鼓膜側の端部では鼓膜からの反射音は殆ど反射されず、鼓膜との間の距離が長い低音調整穴３５１周辺で反射されることとなる。その結果、従来の音響管にＢＡ型を設ける構成よりも鼓膜からの反射音の影響が少なく、高音領域をクリアに再生することができる。
【００６７】
本実施例によれば、円筒型の圧電素子でツイータ３１１を形成したので、面積を広く取り高レベルの音圧を確保できる。すなわち、鼓膜からの反射音がツイータ３１１の鼓膜側の端部で直接反射する量を少なくして高音領域をクリアに再生することができると共に、圧電素子の面積も広くとれるので、高音領域の音圧を確保することも可能となる。
【００６８】
更に、フレーム３５３のフレーム穴３５４及び低音調整穴３５１を介して低音が円筒３１０に供給されるので、Ｆ０を低くして必要とされる周波数帯域の低音を多く提供できる。すなわち、クロスポイント付近でツイータ３１１が再生する音とウーハ３４０が再生する音の重複する周波数範囲を軽減することができ、クリアな音を再生できる。
【実施例４】
【００６９】
図９は、イヤホンの断面図である。ここで、図７と同様の構成については図７と同様の符号を付して説明を省略する。イヤホン３０３の円筒３１０には直方体のツイータ３１５が収容されている。なお、イヤホン３０３はヘッドホンでも差し支えない。
【００７０】
図１０は、図９を矢印Ａの方向からみた図面である。円筒３１０の中心よりやや左側には断面が長方形のツイータ３１５が収容されている。また、ツイータ３１５の中央よりもやや右側に、ツイータ３１５の径よりも小さい下ハウジング３５０に形成された低音調整穴３５１を確認できる。
【００７１】
本実施例では次のような効果がある。すなわち、ツイータ３１５の円筒３１０内の占有率が低いので、鼓膜からの反射音は大部分が円筒３１０とツイータ３１５の間を通過する。
【００７２】
すなわち、ツイータ３１５の鼓膜側の端部では、鼓膜からの反射音は殆ど反射されず、鼓膜との間の距離が長い低音調整穴３５１周辺で反射されることとなる。その結果、従来の音響管にＢＡ型を設ける構成よりも鼓膜からの反射音の影響が少なく、高音領域をクリアに再生することができる。
【００７３】
更に、フレーム３５３のフレーム穴３５４及び低音調整穴３５１を介して低音が円筒３１０に供給されるので、Ｆ０を低くして必要とされる周波数帯域の低音を多く提供できる。
【実施例５】
【００７４】
図１１（ａ）はイヤホンの正面図であり、図１１（ｂ）は断面図である。イヤホン４１０は、円柱形状のハウジング４２０と、このハウジング４２０の側面に設けられた円筒４１０を備える。図１１（ｂ）から明らかなように円筒４１０にはツイータ４１１が設けられる。なお、このツイータの形状は円筒型でも直方体でも差し支えない。
【００７５】
ハウジング４２０にはウーハ４２１が設けられているが、図１１においては、図５で説明したウーハ装置３３０に相当する構成は図示を省略している。このように、図１１（ｂ）の様にハウジングの短手方向（高さ方向）における側面に円筒４１０を設け、イヤホン４０１を構成しても良い。なお、円筒４１０の短手方向（図１１（ａ）の左右方向）の寸法は６ｍｍであり、ハウジング４２０の長手方向（図１１（ａ）における左右方向）の寸法は１６ｍｍであり、ハウジング４２０の短手方向（図１１（ｂ）における左右方向）の寸法は４ｍｍであるが、これらの寸法には限られない。
【実施例６】
【００７６】
図１２は、イヤホンの断面図である。図１１と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。イヤホン４０２の円筒４１０を覆うようにイヤーパッド４１５が設けられている。
【００７７】
また、円筒４１０とハウジング４２０は変形可能な連接部材４５０で連接されている。連接部材４５０には、ブッシング１１０を介して電気的に接続された図示しない音響再生装置から供給された信号を、円筒４１０に設けられたツイータ４１１に供給する電気信号線（図示せず）が設けられている。
【００７８】
本実施例によれば連接部材４５０を用いて円筒４１０とハウジング４２０を連接したので、イヤーパッド４１５を装着した際に、イヤーパッド４１５とハウジング４２０が「く」の字型の角度を以って連結することが可能となる。
【実施例７】
【００７９】
図１３は、イヤホンの断面図である。ただし、図７と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。スピーカ５０１は円柱形状のハウジング３２２と、ハウジング３２２の長手方向の中央に設けられた円筒５１０を備える。円筒５１０には円筒型のツイータ５１１が設けられているが、ツイータの形状は直方体でも差し支えない。なお、円筒５１０の短手方向の寸法は６ｍｍであり、ハウジング３２２の長手方向の寸法は８ｍｍ（図１３の左右方向）であり、ハウジング３２２の短手方向の寸法は４ｍｍであるが、これらの寸法には限られない。
【００８０】
低音を再生する仕組みを説明する。ウーハ装置３３０の動作によりウーハ３４０が振動し、低音領域の音が再生される。この低音領域の音は、フレーム３５３の両端に形成されたフレーム穴３５４、３５５を通過した後、低音調整穴３５１、３５２を介して円筒５１０に進入する。
【００８１】
そして、円筒５１０に進入した低音は円筒型のツイータ５１１の内部、又はツイータ５１１と円筒５１０の間を通り外部に出力される。低音の量は低音調整穴３５１、３５２の大きさ又は数により調整され、具体的には低音調整穴３５１、３５２の径を大きくすることにより低音の量を大きくすることができる。
【００８２】
本実施例によれば、円筒５１０をハウジング３２２の長手方向における中央部に設け、ウーハ３４０の左右に設けられた低音調整穴３５１、３５２を介して低音を出力するので、Ｆ０を低くして必要とされる周波数帯域の低音を多く提供できる。
【実施例８】
【００８３】
図１４は、イヤホンの断面図である。イヤホン６０１は、ハウジング３２３と、ハウジング３２３の端部に傾斜して設けられた円筒６１０を備える。円筒６１０の傾斜角度は、ハウジング３２３の長手方向に対して４０度の角度を以って取り付けられているが、３０〜５０度の範囲であれば差し支えない。
【００８４】
円筒６１０には円筒型のツイータ６１１が設けられている。また、ハウジング３２３と円筒６１０を覆うようにイヤーキャップ６２０が設けられている。図１４のその他の構成は図７と同様なので説明を省略する。なお、円筒６１０の短手方向の寸法は４ｍｍであり、ハウジング３２３の長手方向の寸法は１３．５ｍｍであり、ハウジング３２２の短手方向の寸法は４ｍｍであるが、これらの寸法には限られない。
【００８５】
ツイータ６１１が円筒型であるため、従来の音響管にＢＡ型を設ける構成よりも鼓膜からの反射音の影響が少なく、高音領域をクリアに再生することができる点は図７と同様である。
【００８６】
また、低音調整穴３５１を介して低音が円筒６１０に供給されるので、Ｆ０を低くして必要とされる周波数帯域の低音を多く提供できる点についても図７と同様である。
【００８７】
本実施例では上述した作用効果に加え、更に次の効果がある。すなわち、円筒６１０が傾斜しているので、鼓膜からの反射音がツイータ６１１の内部で複数回反射して鼓膜からの反射音の影響を小さくすることができる。よって、図７で説明した実施例と比較して高音領域を更にクリアに再生できる効果がある。
【００８８】
本実施例を含め、ツイータが鼓膜からの反射音を反射しない形状をいくつか説明したが、空気が流通する形状であれば各種のものが可能である。いずれにしても、ツイータの断面積が円筒部の断面積の２分の１以下であることが好ましい。
【実施例９】
【００８９】
図１５は、スピーカの断面図である。スピーカ７０は箱型のハウジング７００で覆われている。また、ハウジング７００は上ハウジング７２０と下ハウジング７１０を備える。
【００９０】
更に、ハウジング７００の内部空間を上下方向に２つに分ける（仕切る）ように、ハウジング７００の内面で固定される仕切部７００ａ（ハウジング７００の一部である。）がハウジング７００の底面と平行に形成される。ただし、仕切部７００ａの中央部は上向きに凸となっているため、下ハウジング７００の中央部には凹部が形成されている。
【００９１】
フレーム７４０は、ハウジング７００の底面と平行に設けられ、下ハウジング７１０の内面で固定される。また、フレーム７４０と下ハウジング７１０が固定された箇所のややハウジング７００の中央寄りにはフレーム穴７４１、７４２が形成されている。
【００９２】
さらに、仕切部７００ａにおけるこれらのフレーム穴７４１、７４２に対応する位置には、低音調整穴７１１、７１２が形成されている。ツイータ７２２は、上ハウジング７２０の内壁に沿うように円環状に形成されている。また、円環状のツイータ７２２の径は上ハウジング１２０の長手方向よりも短く形成されている。
【００９３】
そのため、ツイータ７２２は、上ハウジング７２０の内壁と中央領域で上向きに凸となるように形成された仕切部７００ａとの間で、支持部７７１〜７７４に狭持又は固定される。なお、支持部７７１〜７７４は共振周波数の微調整に用いることができる。さらに、ツイータ７２２の形状は、内部が中空に形成されており、円筒の半径は例えば３ｍｍに形成されている。また、ツイータ７２２は、主として高音領域（５ｋＨｚ〜４５ｋＨｚ）を再生する可聴音変換器として用いられる。
【００９４】
ここで、ツイータ７２２は図１５のように密閉されていても音圧が下がることはない。また、共振周波数は例えば５ｋＨｚ〜７ｋＨｚに設定することが好ましい。なお、圧電素子で形成されたツイータ７２２は、実施例１において説明したバイモルフ型のものである。支持方法及び製造方法については実施例１と同様である。
【００９５】
ウーハ７５０はフレーム７４０の中央部の下側に設けられる。ウーハ装置７６０は、仕切部７００ａによって形成された凹部に収容され、底面がフレーム７４０に固定される。
【００９６】
ここで、ウーハ７５０は、例えば振動板がフイルム（film）で構成され、主として低音領域（２０Ｈｚ〜５ｋＨｚ）を再生する可聴音変換器である。なお、ツイータ１２２とウーハ１５０で再生される音のクロスポイント（音が繋がるポイント）は概ね３ｋＨｚから５ｋＨｚである。また、上ハウジング７２０と下ハウジング７１０により、ウーハ装置７６０、及びウーハ７５０は密閉される。このように密封することによって、より低い音域を再生することが可能となる。
【００９７】
低音を再生する仕組みを説明する。ウーハ装置７６０の動作によりウーハ７５０が振動し、低音領域の音が再生される。なお、ウーハ装置７６０の詳細な動作説明は後述する。この低音領域の音は、フレーム７４０の両端に形成されたフレーム穴７４１、７４２を通過した後、低音調整穴７１１、７１２を介して上ハウジング７２０に進入し、上ハウジング７２０に進入した低音は外部に出力される。
【００９８】
ここで、低音の量は低音調整穴７１１、７１２の大きさ又は数により調整され、具体的には低音調整穴７１１、７１２の径を大きくすることにより低音の量を大きくすることができる。
【００９９】
図１６は図１５のスピーカを矢印Ａの方向から見た図である。また、図２の矢印Ｂはツイータ７２２の振動方向である。下ハウジング７１０の寸法は例えば３０ｍｍである。また、上ハウジング７２０に沿って設けられた円環状のツイータ７２２は上ハウジングよりも径が短く、例えば２４ｍｍである。また、仕切部７００ａ上には、凸部が形成された中央領域の左側と右側に相当する位置に１箇所ずつ低音調整穴７１１、７１２が形成されている。ここで、円環状のツイータ７２２の径は、低音調整穴７１１、７１２を完全に塞がない程度の大きさに形成されることが好ましい。
【０１００】
また、支持部７７１、７７３はツイータ７２２を上側から狭持又は固定する。すなわち、支持部７７１、７７３は、図１５で説明した支持部７７２、７７４と共同してツイータ７２２を狭持又は固定することにより、ツイータ７２２の共振周波数の微調整に用いられる。なお、支持部７８１、７８２は、支持部７７１、７７３と共にツイータ７２２の共振周波数の微調整に利用できるが、必ずしも必要とされない。
【０１０１】
図１７はウーハ装置７６０の断面図である。ウーハ装置７６０は、実施例２のものと同様であり、詳細な説明を省略する。
【０１０２】
ところで、イヤホン用のスピーカは、外形のサイズが一般に直径８ｍｍから１６ｍｍ程度である。そのため、ツイータに圧電素子を利用する際にも大きさに制限が課されることとなる。また、圧電素子の感度（音圧）を上昇させるためには、インピーダンスを下げる必要がある。ここでインピーダンスＸはＸ＝１／２πｆＣ（ｆは周波数、Ｃは静電容量）なので、インピーダンスを下げるためには、周波数を上げるか、静電容量を大きくする必要がある。静電容量の計算については、実施例１と同様である。
【０１０３】
本実施例によれば、圧電素子の静電容量は面積に比例し、面積が広くなれば音圧性能は向上するが、圧電素子の形状自体は音圧性能に影響を与えない。そのため、面積を広く取れる円盤状のツイータ７２２を備えた本実施例によれば、高レベルの音圧を確保できる。さらに、ツイータ７２２を支持部で狭持又は固定するので、共振周波数を任意に調整できる。
【０１０４】
また、ウーハ７５０の左右に設けられた低音調整穴７１１、７１２を介して低音を出力するので、Ｆ０を低くして必要とされる周波数帯域の低音を多く提供できる。
【０１０５】
すなわち、低音調整穴７１１、７１２を介して低音を出力すると中高域（５ｋＨｚ以上）をカットし易いため、低音調整穴７１１、７１２を通過するクロスポイント付近のウーハ７５０が出力した音量を軽減することができ、広い周波数帯域においてクリアな音を再生できる。
【実施例１０】
【０１０６】
図１８は、スピーカの断面図である。ただし、図１５と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。実施例９のツイータ７２２の代わりに、ツイータ９１１が設けられる。ツイータ９１１は円筒状に形成され、ハウジング７０１の内壁に沿って設けられる。また、ハウジング７０１の内壁に支持部９２１〜９２４を介して固定されている。
【０１０７】
図１９は図１８のスピーカを矢印Ａの方向から見た図面である。円筒状のツイータ９１１はハウジング７０１の内壁に沿って設けられる。また、ツイータ９１１は、支持部９２１、９２３によって支持されている。
【０１０８】
なお、支持部９２１、９２３はツイータ９１１の共振周波数を微調整する際にツイータ９１１に固定して利用されるものであるが、所望とする共振周波数如何によっては必ずしも必要とされない。仕切部７０１ａには、低音調整穴７１１、７１２が形成されている。また、中央には上向きに凸に形成された仕切部７０１ａが円盤状に形成される。
【０１０９】
本実施例によれば、円筒状のツイータ９１１をハウジング７０１の内壁に沿って設けるので、ツイータ９１１の面積を広く取りことができ、高レベルの音圧を確保できる。さらに、ツイータ９１１を支持部９２１〜９２４で固定するので、共振周波数を任意に調整できる。なお、低音調整穴７１１、７１２の効果については、実施例９と同様である。広い周波数帯域においてクリアな音を再生できる。
【０１１０】
さらに、ツイータ９１１の製造が容易である。すなわち、細長い矩形の板状に形成した振動板の対向する長手方向の端部同士を折り曲げて接続すればツイータ９１１を形成できるので、製造プロセスが簡単である。
【実施例１１】
【０１１１】
図２０は、イヤホンの断面図である。イヤホン８００のハウジング８１０は実施例９で説明したスピーカ７０を備える。
【０１１２】
ただし、スピーカ７０は、イヤホンとして用いるため、ツイータ９２２が設けられた側のハウジング８１０の端部に、ハウジング８１０よりも径が細い円筒８２０が形成される。また、円筒８２０を外側から囲うようにイヤーパッド８３０が設けられる。
【０１１３】
更に、スピーカ７０はハウジング８１０の内部においてイヤーパッド８３０側に詰めて配置される。ここで、ツイータ７２２は密閉されていても音圧がさがることはないので、イヤーパッド８３０のエアーリークによる音質劣化は軽減さる。
【０１１４】
このように、本実施例によれば、ハウジング８１０のイヤーパッド８３０側にスピーカ７０を配置したので、高音領域を鼓膜に近い位置で再生することができる。
【０１１５】
すなわち、高音領域は発音体であるツイータ７２２から鼓膜までの距離が小さいほど高音をクリアに再生できるため、高音領域を高音質に再生できるイヤホンを提供することができる。
【実施例１２】
【０１１６】
図２１は、イヤホンの断面図である。イヤホン８０１のハウジング８３０は、上ハウジング８２０と下ハウジング８１５を備える。ここで、ハウジング８３０に設けられたスピーカ８０のうち図１のスピーカ７０、又は図７のイヤホン８００と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【０１１７】
下ハウジング７１５の内壁で固定されるように設けられたフレーム７４５には、上向きに凸となるようにウーハ７５５が設けられ、このウーハ７５５はウーハ装置７６０の動作により振動する。ただし、仕切部７００ｂは、ウーハ装置７６０を収容する必要がないので、実施例９で説明した仕切部７００ａと相違して、上向きに凸に形成されておらず、ハウジング８３０の底面と平行に形成される。
【０１１８】
低音を再生する仕組み及び低温調整穴７１１、７１２の効果は実施例９と同様である。本実施例によれば、広い周波数帯域においてクリアな音を再生できる。
【実施例１３】
【０１１９】
図２２は、ヘッドホンの断面図である。ここで、図１５と同様の構成については図１５と同様の符号を付して説明を省略する。ヘッドホン１０００は、ハウジング１０１０の内部にスピーカ７０を備える。なお、ハウジングの長手方向の長さは例えば３０ｍｍである。
【０１２０】
また、ツイータ７２２が設けられた側のハウジング１０１０には略円環状のクッション１０２０が設けられる。ウレタンリング１０３０は、一端が開口したハウジング１０１０に対して蓋をする様に、ハウジング１０１０とクッション１０２０の間に設けられる。
【０１２１】
本実施例によれば、実施例９のイヤホンと同様に、高音質に再生できるイヤホン１０００を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１２２】
ハウジング内にダイナミック型のウーハと圧電素子を設けたスピーカ及びイヤホンであって、高音質のものであり、多くの音響機器製造業者による利用が考えられる。
【符号の説明】
【０１２３】
１００        ハウジング
２００        装着部
２１０        第１の筐体部
２１１        円筒部
２１２        本体部
２１３        ツイータ
２１４        ウーハ
２２０        イヤーパッド
３０１        イヤホン
３１０        円筒部
３１１        ツイータ
３２０        ハウジング
３３５        ウーハ
４０１        イヤホン
４１０        円筒部
４１１        ツイータ
５０１        スピーカ
５１０        円筒部
５１１        ツイータ
６０１        イヤホン
６１０        円筒部
６１１        ツイータ
７０          スピーカ
７００        ハウジング
７００ａ      仕切部
７１１        低温調整穴
７１２        低温調整穴
７２２        ツイータ
７４０        フレーム
７５０        ウーハ
８１０        ハウジング
８２０        円筒部
８３０        イヤーパッド
９１１        ツイータ
１０００        ヘッドホン
１０１０        ハウジング
【図１５】
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【図１８】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１９】
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