(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気信号を音響信号に変換する電気音響変換手段と、
電気信号を機械振動に変換する電気機械振動変換手段と、
頭部への装着時には頚部に当接する位置に当該電気機械振動変換手段を保持する保持手段と、
前記電気機械振動変換手段に供給する前記電気信号のレベルを可変するレベル可変手段と
を備えたことを特徴とする音響機器。
【請求項２】
前記電気機械振動変換手段は、音響機器の頭部への装着時に頚部に当接する位置に弾性を有する圧接体を備えていることを特徴とする請求項ｌに記載の音響機器。
【請求項３】
前記電気機械振動変換手段は、音響機器筐体に弾性体を介して取り付けられることを特徴とする請求項ｌまたは２に記載の音響機器。
【請求項４】
前記電気機械振動変換手段は、回転軸上に偏心体を取りつけたモータを有することを特徴とする請求項ｌ乃至３のいずれか１つに記載の音響機器。
【請求項５】
前記電気音響変換手段は、前記電気機械振動変換手段と機械的に絶縁、または柔軟に結合されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかｌつに記載の音響機器。
【請求項６】
前記音響機器は振動に応じて音色を変化させる手段を有し、該音色変化手段は、前記電気機械振動変換手段により発生した振動に応じて電気信号により得られる音色を変化させ、電気音響変換手段に供給することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の音響機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、音楽、映画あるいはゲーム等を個人で楽しむため耳に装着して使用されるヘッドホンに関するもので、特に、聴覚による音感機能と振動による体感機能の両方を兼ね備えている音響機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
音楽を聴取するときにスピーカーからの音楽信号と共に音楽信号の低周波成分を振動音として体感すると、より一層効果的な音楽鑑賞を行うことができることが知られている。
この作用をヘッドホンに応用した従来例としては、頭部に装着可能なへッドバンドの両端部にある耳当て部内、またはその周辺部分に振動体を設けて、耳当て部分またはその周辺部を介して振動を体に伝えるものがある 。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のこのような構成は、耳当て部を介して音声信号を音として鼓膜に伝えるとともに、同じ耳当て部またはその周辺部を介して振動を耳またはその周辺部分の皮膚に伝えている。
このような構成であると、聴覚による音感と振動による体感とが人体のほぼ同一部位で受けられるため、音感と体感とが混同してしまい、充分な体感が得られなくなるとともに、振動による音が聴取者の頭部への圧迫感となってしまうなどの不快感を与えてしまう。
【０００４】
そこで、本発明は上述した問題点に鑑みて提案されたものであり、十分な振動体感が得られるとともに聴取者に不快感を与えないような音響機器を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、請求項１記載の発明は、電気信号を音響信号に変換する電気音響変換手段と、電気信号を機械振動に変換する電気機械振動変換手段と、頭部への装着時には頚部に当接する位置に当該電気機械振動変換手段を保持する保持手段と、前記電気機械振動変換手段に供給する前記電気信号のレベルを可変するレベル可変手段とを備えたことを特徴としている。
【０００６】
請求項１記載の発明によると、頭部への装着時に頚部に当接する位置で電気機械振動変換手段を保持することができるので、耳からの音感に合わせて頚部での体感を感覚として捉えることができ、圧迫感の発生を抑えることができる。
【０００７】
請求項２記載の発明は、前記電気機械振動変換手段は、音響機器の頭部への装着時に頚部に当接する位置に弾性を有する圧接体を備えたことを特徴としている。
【０００８】
請求項３記載の発明は、前記電気機械振動変換手段は、音響機器筐体に弾性体を介して取り付けられることを特徴としている。
【０００９】
請求項２及び３記載の発明によると、弾性を有する圧接体あるいは支持部材を設けることで頚部に装着した際に電気機械振動変換手段からの振動伝達面が広くされ、頚部に強く押さえつけた場合でも電気機械振動変換手段の振動を減少させないようにできると共に、その振動を他の部位、具体的には、音感部であるスピーカに伝達しないようにすることができる。これにより、音感と体感とが同一部位から発生することがなく、圧迫感のない状態で音感と体感とを捉えることができる。
【００１０】
請求項４記載の発明は、前記電気機械振動変換手段は、回転軸上に偏心体を取りつけたモータを有することを特徴としている。
【００１１】
請求項５記載の発明は、前記電気音響変換手段は、前記電気機械振動変換手段と機械的に絶縁、または柔軟に結合されていることを特徴としている。
【００１２】
請求項４および５記載の発明によると、回転軸上に偏心体を取り付けたモータという簡単な構成により電気機械振動変換手段を得ることができる。特に、偏心体の質量を変更することで振幅特性を種々変更することもできるので、Ｑ因子の高い共振を利用することが可能となり、電気機械振動変換手段を効率よく振動させることができる。
【００１４】
請求項６記載の発明は、前記音響機器は振動に応じて音色を変化させる手段を有し、該音色変化手段は、前記電気機械振動変換手段により発生した振動に応じて電気信号により得られる音色を変化させ、電気音響変換手段に供給することを特徴としている。
【００１５】
請求項６記載の発明によると、例えば、低域成分による振動レベルが大きいときには音響信号からの低域成分を下げたり、高周波成分を上げたりすることにより、音楽成分の低域を体感により一層集中させて表現させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下図示実施例により本発明の実施の形態について説明する。
図１は、発明の実施の形態を説明するためのブロック図であり、機能と共に構成を説明すると次の通りである。
音響信号の増幅器などの信号源１には、ヘッドホン２に装備されている電気音響変換手段に加えて電気機械振動変換手段の主要部をなすモータ駆動部３が接続されている。
図１において、モータ駆動部３では、音楽信号のうち、その音楽のリズムを表現するに充分な低周波成分がモータ駆動電圧に変換される。
音楽のリズムを表現するに充分な低周波成分とは３００Ｈｚ以下の周波数成分であって、本実施例では１５０Ｈｚ以下の周波数成分が使用される。そのため、モータ駆動部３では、このような周波数帯域に音楽信号ａを制限するためのローパスフィルター４が設けられ、ローパス出力ｂが検波回路５で検波されて低周波成分を含む直流成分ｃとなる。
低周波成分を含む直流成分ｃは、時定数回路６により変化分が緩やかにされ、その出力ｄがモータ駆動電圧ｅに変換される。低周波成分を含む直流成分ｃが短時間で急激に変化する場合でも時定数回路６により変化が緩やかにされ、その出力ｄがドライバ回路７を介して体感を与えるのに十分なモータ駆動電圧ｅが得られるようになっている。
変換されたモータ駆動電圧ｅはへッドホン２内のモータ８（図４参照）に供給される。このモータ８を含む電気機械振動変換手段に関しては後で詳細を説明する。
【００１７】
上記実施例に示した構成の変形例として、図２に示す構成とすることも可能である。
つまり図２において、モータ駆動部（便宜上、符号３’で示す）におけるローパスフィルタ（ＬＰＦ）４、検波回路（ＤＥＴ）５は、図１に示した構成と同様であり、検波回路５で検波された低周波成分を含む直流成分ｃは、ピークホールド回路９でピークホールドされる。
図２中、符号１０は音楽信号ａの有無を検出するための信号検出回路であって、音楽信号ａの入力が途絶えたときビークホールド動作が禁止され、それ以外はピークホールド出力ｄが得られる。ビークホールド出力ｄは、ドライバ回路７へ供給され、ピークホールド出力ｄがモータ駆動電圧ｅに変換されるようになっている。
【００１８】
図３は、上記ヘッドホン２の構成を示す図であり、同図において、ヘッドホン２は、耳に当てるパッド２Ａ内に音楽信号により駆動されるスピーカ（図示されず）が設けられると共に、パッド２Ａ同士の連結部材２Ｂには、その延長方向略中央部に圧接体１１が設けられている。
圧接体１１は、ヘッドホン２を頚部に装着した際、頚部に当接する位置に配置された弾性的に形状復元が可能なスポンジ、ウレタンゴムなどの材料が用いられ、頚部に直接当接できるようになっている。
圧接体１１の裏面には電気機械振動変換手段１２が配置され、この電気機械振動変換手段１２は、図３（Ａ）に示すように、バネ１３によって浮動可能に支持されたり、図３（Ｂ）に示すように圧接体１１と電気機械振動変換手段１２をはさんで対向する弾性体１４とで挟持された状態に支持されたり、あるいは図３（Ｃ）に示すように、圧接体１１によって連結部材２Ｂに押し当てられた状態で支持されている。
図３（Ａ）、（Ｂ）に示した支持構造では、電気機械振動変換手段１２の振動が連結部材２Ｂに伝達されにくい状態となっており、これによって、電気機械振動変換手段１２の振動がスピーカ２Ａに伝達しにくくされている。すなわち、電気機械振動変換手段１２と電気音響変換手段としてのパッド２Ａ内のスピーカとは、機械的に絶縁又は柔軟に結合されている。この結果、頚部に圧接体１１が接触した際には、電気機械振動変換手段１２からの振動が頚部のみに集中して伝達できるようになっている。
【００１９】
電気機械振動変換手段１２は、その構成が図４に示されている。
図４において、電気機械振動変換手段１２は、前記機械振動変換手段１２の筐体１２Ａに取り付けられたモータ８を備え、このモータ軸には偏心体１５が一体化されている。モータ８は、図１、図２に示したドライバ回路７からのモータ駆動電圧ｅによって回転駆動され、偏心体１５の偏心回転により筐体１２Ａに振動を生起させるが、このときには、モータ駆動電圧ｅの周波数と振幅に応じて回転駆動されるので、偏心体１５の偏心回転により生起された振動はモータの回転駆動状態に応じて制御されることになる。
電気機械振動変換手段１２に生起される振動は、筐体１２Ａを介して圧接体１１に伝達され、図５に示すようにヘッドホン２を装着した際、頚部に直接伝達される。
【００２０】
図４（Ｂ）は、電気機械振動変換手段１２に支持構造に関する変形例を示しており、この構造では、モータ８が筐体１２Ａに対して片持ち梁状に設けられた弾性支持部材１６によって支持されている。
このような構造での低域共振周波数は、主に弾性支持部材１６のコンプライアンスとモータ８および偏心体１５の質量によって決まる。従って、振幅特性が大幅に改善でき、弾性支持部材１６のコンプライアンスとモータ８および偏心体１５との質量とで決まる非常にＱ因子の高い共振を利用して電気機械振動変換手段１２自体を効率よく振動させることが可能となる。この場合のＱ因子は低域共振周波数における機械的共振の鋭さを示す。
【００２１】
図６は、図４（Ａ）、（Ｂ）に示した電気機械振動変換手段１２の支持構造による周波数特性を示しており、同図において、破線が図４（Ａ）に示した支持構造による結果、実線が図４（Ｂ）に示す支持構造による結果をそれぞれ示している。
図６からも明らかなように、図４（Ｂ）に示した支持構造では、弾性支持部材１６、モータ８および偏心体１５の低域共振周波数（実線のＰ点位置）における振幅特性が大幅に改善されている。なお、弾性支持部材１６は、弾性を有するものとして、板バネなどの形状復元性のある構造が用いられる。
【００２２】
次ぎに本発明の実施の形態に関する別な例を図７において説明する。図７に示す例は、振動に応じて音色を変化させる構成を備えていることを特徴としている。
ここで、音色とは、周波数的な側面と時間的な側面との両方の意味がある。図７では、周波数的な側面での音色を変化させるイコライザ１８を例に説明している。
図７において、信号源１とモータ駆動部３との間にはボリューム１７が設けられ、信号源１とヘッドホン２のスピーカ駆動回路（便宜上、符号２Ｃで示す）との間にはイコライザ１８が設けられている。
ボリューム１７は、モータ駆動部３に供給する音楽信号ａのレベルを可変し、その音楽信号ｆをモータ駆動部３に出力することができる。
イコライザ１８は、ボリューム１７のレベルを検出し、そのレベルに応じて音楽信号ａの周波数特性を可変させ、スピーカ駆動回路２Ｃに出力する。例えば、図８に示すように、ボリューム１７のレベルが大きいときには音楽信号ａの低域成分を下げたり、高域成分を上げるように変化させる。このような構成によれば、低域成分による振動レベルが大きいときにスピーカ２Ａからの低域成分が下がるので、音楽信号の低域の部分を体感により一層集中させることができ、頭部への圧迫感を与えることがなく充分な体感性が得られる。
【００２３】
以上の説明から明らかなように、本発明の実施形態によれば、頭部への装着時に頚部に当接する位置で電気機械振動変換手段を保持することができるので、耳からの音感に合わせて頚部での体感とを感覚として捉えることができ、十分な振動体感が得られるとともに聴取者に不快感を与えないような音響機器を得ることが可能となる。
【００２４】
また、本発明の実施形態によれば、弾性を有する圧接体あるいは支持部材を設けることで頚部に装着した際に電気機械振動変換手段からの振動伝達面が広くされ、頚部に強く押さえつけた場合でも電気機械振動変換手段の振動を減少させないようにできると共に、その振動を他の部位、具体的には、音感部であるスピーカに伝達しないようにすることができる。これにより、音感と体感とが同一部位から発生することがなく、圧迫感のない状態で音感と体感とを捉えることができる。
【００２５】
また、本発明の実施形態によれば、回転軸上に偏心体を取り付けたモータという簡単な構成により電気機械振動変換手段を得ることができる。特に、偏心体の質量を変更することで振幅特性を種々変更することもできるので、Ｑ因子の高い共振を利用することが可能となり、電気機械振動変換手段を効率よく振動させることができ、充分な振動体感を聴取者に与えることが可能となる。
【００２６】
また、本発明の実施形態によると、低域成分による振動レベルが大きいときにはスピーカからの低域成分を下げたり、高域成分を上げたりすることにより音楽成分の低域を体感により一層集中させて表現させることができ、聴取者にとって不快感を与えることなく充分な振動体感を得られるようにすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を説明するための一実施例のブロック図である。
【図２】図１に示した実施例における一部変形例を説明するためのブロック図である。
【図３】音響機器の一つであるヘッドホンにおける電気機械振動変換手段の設置構造を説明するための図であり、（Ａ）は電気機械振動変換手段を浮動支持した場合を、（Ｂ）は電気機械振動変換手段を弾性部材により挟持して支持した場合を、（Ｃ）は弾性部材により電気機械振動変換手段をヘッドホンの連結部材に押し当てて支持した場合をそれぞれ示している。
【図４】図３に示したヘッドホンに設けられる電気機械振動変換手段の構成を示す図であり、（Ａ）は筐体にモータを直接取り付けた場合を、（Ｂ）は弾性支持部材を介してモータを支持した場合をそれぞれ示している。
【図５】音響機器の一つであるヘッドホンの装着状態を示す図である。
【図６】図４に示した電気機械振動変換手段の支持構造における振幅特性を比較した結果を示す線図である。
【図７】本発明の実施の形態に関する別実施例の構成を説明するためのブロック図である。
【図８】図７に示した構成の作用を説明するための線図である。
【符号の説明】
１              信号源
２              音響機器の一つであるヘッドホン
２Ａ            スピーカ
２Ｂ            スピーカ同士の連結部材
２Ｃ            スピーカ駆動回路
３              モータ駆動部
８              電気機械振動変換手段に用いられるモータ
１１            圧接体
１２            電気機械振動変換手段
１２Ａ          筐体
１５            偏心体
１６            弾性支持部材
１７            周波数特性変化手段に相当するボリューム
１８            周波数特性変化手段に相当するイコライザ
【図１】
0003766221.tif 000002
【図２】
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【図３】
0003766221.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
0003766221.tif 000007
【図７】
0003766221.tif 000008
【図８】
0003766221.tif 000009