JP2017147533A - イヤホン - Google Patents

Abstract

【課題】 再生する音波の出口がユーザーの外耳道入り口に挿入されるイヤホンに関し、振動板口径が大きいスピーカーユニットを採用して、自然で好ましい音声再生を実現するイヤホンを提供する。【解決手段】 イヤホンは、音声信号を音波に電気音響変換するスピーカーユニットと、その内部にスピーカーユニットを取り付けて音波をユーザーの外耳道に導く音響通路を形成するハウジングと、を備えるイヤホンであって、ハウジングの音響通路が、少なくとも、人間の耳介を模る凹凸面を形成する内壁面部と、内壁面部の耳甲介腔に相当する凹凸面に規定される孔に連通して音波を外耳道に導くダクト部と、とから形成される。【選択図】 図２

Description

本発明は、ユーザーの耳に装着されて音声再生するイヤホンに関して、特に、再生する音波の出口がユーザーの外耳道入り口に挿入されるイヤホンに関する。

ヘッドホン並びにイヤホンは、ユーザーの耳に当接するように近接配置されるスピーカーユニットに音声信号を印加することにより音を再生する。ユーザーの耳に装着されるイヤホンの中には、様々な形態のものがある。

例えば、イヤホンの中には、ヘッドホンのように比較的に大きなスピーカーユニットを備えて、耳介に本体を載せるように装着する耳掛部を備えるものがある。また、本体部を耳介の内側に収めるように装着し、本体部の放音面から外耳道に向け音を放出して使用するインナーイヤー型がある。また、本体部を耳介の内側に収めるように装着し、さらに本体部から突出する音筒部をそれに装着されたイヤピースと共に外耳道内に挿入して使用するカナル型と称されるタイプのイヤホンが普及している。

スピーカーユニットは、小型なものになるほど、高い音圧レベルを得て、かつ、音声再生周波数帯域を十分に広げて良好な再生音質を確保するのが難しくなる。ユーザーの耳に装着されるインナーイヤー型またはカナル型のイヤホンにおけるスピーカーユニットでも、同様の問題が生じる。特に、再生する音波の出口がユーザーの外耳道入り口に挿入されるイヤホンでは、必要十分な音声再生能力を有する振動板口径が大きいスピーカーユニットを採用するのが難しいという問題がある。

さらに、再生する音波の出口がユーザーの外耳道入り口に挿入されるイヤホンでは、音波が人間の耳介で反射されて外耳道に集音される経路をパスすることになるので、イヤホンを用いない場合のような自然で好ましい音声再生を実現するのが難しいという問題がある。

従来には、内部に音響空間が形成され、前面に筒状の導音部が突設された筐体と、前記導音部に装着され、外耳道に挿入されるイヤーパッドと、第１通気孔を有し、前記筐体内に設けられて前記音響空間を第１音響空間と第２音響空間とに分離するフレームと、前記フレームに取り付けられ、電気信号を第１音波に変換して前記導音部へ出力する電気音波変換部と、前記フレームに取り付けられた音圧調整部と、を備え、前記音圧調整部は、前記第１通気孔に連通する第３音響空間と、前記第２音響空間及び前記第３音響空間に連通する筒状の第２通気孔と、前記第２通気孔内に挿入され、この挿入位置の調整によって所定の周波数帯域の音圧を低減する第１音響抵抗と、を有することを特徴とするカナル型イヤホンがある（特許文献１）。

特許第５６９６２４９号公報

本発明は、上記の従来技術が有する問題を解決するためになされたものであり、その目的は、再生する音波の出口がユーザーの外耳道入り口に挿入されるイヤホンに関し、振動板口径が大きいスピーカーユニットを採用して、自然で好ましい音声再生を実現するイヤホンを提供することにある。

本発明のイヤホンは、音声信号を音波に電気音響変換するスピーカーユニットと、その内部にスピーカーユニットを取り付けて音波をユーザーの外耳道に導く音響通路を形成するハウジングと、を備えるイヤホンであって、ハウジングの音響通路が、少なくとも、人間の耳介を模る凹凸面を形成する内壁面部と、内壁面部の耳甲介腔に相当する凹凸面に規定される孔に連通して音波を外耳道に導くダクト部と、とから形成される。

好ましくは、本発明のイヤホンは、ハウジングが、耳甲介腔の開口面積よりも大きい振動板面積を有するスピーカーユニットを取り付けるスピーカーユニット取付部をさらに備える。

また、本発明のイヤホンは、ハウジングが、スピーカーユニット取付部を含むベース部材を有し、ベース部材が、内壁面部を形成する内壁面形成部材を取り付けおよび取り外しが可能な交換機構を有する。

また、好ましくは、本発明のイヤホンは、ダクト部が、ユーザーの外耳道に挿入されるイヤピースを取り付けるイヤピース取付部をさらに有する。

また、好ましくは、本発明のイヤホンは、ハウジングのベース部材が、イヤホンをユーザーの耳輪に係止する耳係部をさらに備える。

以下、本発明の作用について説明する。

本発明のイヤホンは、音声信号を音波に電気音響変換するスピーカーユニットと、その内部にスピーカーユニットを取り付けて音波をユーザーの外耳道に導く音響通路を形成するハウジングと、を備える。ハウジングの音響通路は、少なくとも、人間の耳介を模る凹凸面を形成する内壁面部と、内壁面部の耳甲介腔に相当する凹凸面に規定される孔に連通して音波を外耳道に導くダクト部と、とから形成される。イヤホンのダクト部が、ユーザーの外耳道に挿入されるイヤピースを取り付けるイヤピース取付部をさらに有していれば、イヤピースが外耳道に密着するカナル型のイヤホンを実現できる。

このイヤホンの音響通路は、人間の耳介を模る凹凸面を含んで形成されている。「耳介を模る凹凸面」は、耳介の形状を、模る、模す、あるいは、象る、型取る、複製する、引き写す、などにより形成する凹凸面を網羅する。つまり、イヤホンの音響通路は、人間の耳介を模る凹凸面を形成する内壁面部と、内壁面部の耳甲介腔に相当する凹凸面に規定される孔に連通して音波を外耳道に導くダクト部と、とから形成されているので、イヤホンを装着しないで外部のスピーカーで音声再生する場合、あるいは、少なくとも耳介に本体を載せるように装着するヘッドホン・イヤホンで音声再生する場合のように、ユーザーの鼓膜に到達させる音波を、人間の耳介で反射されて外耳道に集音される経路を含んだものとして再現できる。その結果、再生する音波の出口がユーザーの外耳道入り口に挿入されるイヤホンであっても、自然で好ましい音声再生を実現することができる。

好ましくは、本発明のイヤホンは、ハウジングが、耳甲介腔の開口面積よりも大きい振動板面積を有するスピーカーユニットを取り付けるスピーカーユニット取付部をさらに備える。このイヤホンは、振動板口径がより大きいスピーカーユニットを採用することができるので、高い音圧レベルを得て、かつ、音声再生周波数帯域を十分に広げて良好な再生音質を確保することができる。また、耳甲介腔の開口面積よりも大きい振動板面積を有するスピーカーユニットを採用すれば、少なくとも耳甲介腔で反射されて外耳道に集音される経路の再現が可能になるという利点がある。

また、イヤホンのハウジングは、スピーカーユニット取付部を含むベース部材を有し、ベース部材が、内壁面部を形成する内壁面形成部材を取り付けおよび取り外しが可能な交換機構を有していてもよい。人間の耳介の形状は、人それぞれで様々に異なるので、交換機構により異なる凹凸面を形成する内壁面形成部材を取り付けおよび取り外し可能にすることで、再生音質の調整を可能にすることができる。ユーザーは、交換する内壁面形成部材によって異なる好みの再生音質のイヤホンを楽しむことができる。内壁面形成部材は、標準的なユーザーを仮定した耳型を利用して形成することができる他にも、場合によっては、イヤホンを用いるユーザー本人の耳を模した耳型を利用して形成することができ、ユーザーに適した音声再生が可能になる。

本発明のイヤホンは、ハウジングのベース部材が、イヤホンをユーザーの耳輪に係止する耳係部をさらに備えるようにすれば、ユーザーがイヤホンを安定して装着して音声再生を楽しむことができる。特に、人間の耳介を模る凹凸面を含む音響通路を形成するハウジングが、耳甲介腔の開口面積よりも大きい振動板面積を有するスピーカーユニットを取り付ける場合には、耳係部を設けるのが好ましい。

本発明のイヤホンは、再生する音波の出口がユーザーの外耳道入り口に挿入されるイヤホンに関し、振動板口径が大きいスピーカーユニットを採用して、自然で好ましい音声再生を実現することができる。

本発明の好ましい実施形態によるイヤホンについて説明する図である。（実施例１） 本発明の好ましい実施形態によるイヤホンの内部構造について説明する図である。（実施例１） 本発明の好ましい実施形態によるイヤホンの音圧周波数特性について説明するグラフである。

以下、本発明の好ましい実施形態によるイヤホンについて説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。

図１は、本発明の好ましい実施形態によるイヤホン１について説明する図である。具体的には、図１（ａ）は、ユーザーの左耳に装着するイヤホン１の斜視図を示し、図１（ｂ）は、人間の耳介２の名称および構造を示す図であり、右耳の耳介２をユーザー前側から見た一部断面図である。また、図２はユーザーの右耳に装着するイヤホン１の内部構造を説明する図であり、図２（ｂ）はイヤホン１のハウジング１０を図２（ａ）とは反対側から見た一部拡大図である。

本実施例のイヤホン１は、再生する音波の出口がユーザーの耳介２の外耳道孔２４に挿入されるカナル型のイヤホンである。イヤホン１は、ユーザーの左右耳にそれぞれ装着する略左右対称形状のイヤホンを備えて、ステレオ再生に対応することができる。以下では、イヤホン１の片方の耳に対応する構成を説明する。もちろん、イヤホン１の形態は、本実施例の場合に限定されない。

イヤホン１は、そのハウジング１０に、耳係部３と、コード５を介して音声信号を供給することで音を再生するスピーカーユニット４が取り付けられている。スピーカーユニット４は、磁気空隙を有する磁気回路を備え、磁気空隙に挿入されて音声信号が供給されるボイスコイルに連結した振動板を振動させる動電型の電気音響変換器である。スピーカーユニット４は、図１（ａ）において磁気回路が露出しており、図２（ａ）において振動板の前面側を保護するフレームが露出している。なお、本発明の説明に不要な他の構成については、図示及び説明を省略する。

耳係部３は、ユーザーの耳輪２３の形状に対応した湾曲した部材であり、一方端がハウジング１０に取り付けられて、他方端がユーザーの耳介の後ろ側であって耳輪２３の付け根部分に回り込む形状に成形されている。したがって、イヤホン１の耳係部３は、その内部にスピーカーユニット４を取り付けて音波をユーザーの外耳道に導く音響通路を形成するハウジング１０をユーザーの耳輪２３に係止することができる。

本実施例のハウジング１０は、ユーザーの耳甲介腔２２の開口面積よりも大きい口径４．０ｃｍのスピーカーユニット４を取り付けるスピーカーユニット取付部１２を備える。ハウジング１０は、基体であるベース部材１１が、イヤホンに用いる中でも比較的に振動板口径が大きなスピーカーユニット４を取り付けられるように構成されている。スピーカーユニット４の外径フレームは、略円筒形状のベース部材１１の内径寸法にほぼ一致する外形寸法を有する。したがって、ハウジング１０は、スピーカーユニット４の振動板の前方側と、その磁気回路が存在する後方側とに、分離した音響空間を形成することができる。

なお、ハウジング１０は、スピーカーユニット４の磁気回路の後方側の空間を規定する（図示しない）ハウジング部材１５を更に備えていてもよい。ハウジング部材１５は、スピーカーユニット４の後方側が露出しないように覆うことができるので、その外観の美観を改善し、さらに、クローズドタイプの背面空間を構成することができる。

また、ハウジング１０は、スピーカーユニット４の振動板の前方側であって、ユーザーの耳介２に対峙する側に、耳甲介２０に対応する形状で突出する係合部１３を備える。具体的には、係合部１３は、耳甲介２０の耳甲介艇２１ではなく、耳甲介腔２２に収まる略円筒形状の外形を有する。外耳道孔２４は、耳甲介腔２２の奥側に在るので、係合部１３からは外耳道孔２４に対応するダクト部１４が突出している。外耳道孔２４に挿入されるダクト部１４の先端には、イヤホン１の音響通路の出口である孔が形成されている。

なお、ダクト部１４には、（図示しない）イヤピース６を取り付けるイヤピース取付部が、その先端並びに外周面に形成されている。弾性を有する笠形状のイヤピース６を取り付ければ、イヤピース６が外耳道孔２４に密着するカナル型のイヤホンを実現できる。このイヤホン１は、係合部１３が耳甲介腔２２に収まって係合し、さらに耳輪２３に係止する耳係部３を備えるので、ユーザーは耳介２にイヤホン１を安定して装着することができる。

イヤホン１のハウジング１０は、ベース部材１１が、内壁面形成部材１６をその内部に取り付ける取り付け構造を有し、スピーカーユニット４の振動板から放射される音波を、係合部１３およびダクト部１４の内部を通じてユーザーの外耳道孔２４に導く音響通路を形成する。この音響通路の入口は、スピーカーユニット４を取り付けるスピーカーユニット取付部１２であり、音響通路の出口は、クト部１４の先端の孔である。

内壁面形成部材１６は、図２（ａ）に図示するように、人間の耳介２を模る凹凸面を有している。内壁面形成部材１６の凹部１６ａは、人間の耳介２の耳甲介腔２２に対応する凹部である。同様に、凹部１６ｂは耳甲介艇２１に対応し、凸部１６ｃは対耳輪２５に対応し、凹部１６ａの奥側に位置する（図示しない）凹部１６ｄは外耳道孔２４に対応してダクト部１４の先端に設けられる孔である。

したがって、ハウジング１０は、少なくとも耳甲介腔２２に連通する外耳道孔２４を含む人間の耳介２に模した音響通路を形成することができる。すなわち、このイヤホン１の音響通路は、人間の耳介２を模る凹凸面を含んで形成されている。上記の通り、「耳介２を模る内壁面形成部材１６の凹凸面」は、耳介２の形状を、模る、模す、あるいは、象る、型取る、複製する、引き写す、などにより形成することができる。

例えば、内壁面形成部材１６は、音響通路を形成する凹凸面を、標準的なユーザーを仮定した耳型を利用して形成することができる。耳型は、様々な方法で模ることができるので、イヤホン１を用いるユーザー本人の耳型を採取し、その耳型を利用してユーザーの耳を模って内壁面形成部材１６を形成することもできる。耳介２の耳型の採取は、柔らかい粘土状の型取り材料を外耳道孔２４ならびに耳甲介２０に注入し、型取り材料がある程度に硬化した後に取り外せば容易である。内壁面形成部材１６は、この凸状の耳型に対応する凹状の部材を、同様の方法で樹脂材料により形成すればよい。

イヤホン１の音響通路は、上記の通り、耳介２を模る凹凸面１６ａ〜１６ｃを形成する内壁面形成部材１６により形成される。耳甲介腔２２に対応する凹部１６ａは、係合部１３の内部に形成され、孔１６ｄはダクト部１４の内部に形成される。つまり、音響通路は、係合部１３およびダクト部１４の内部を通過するように形成されて、耳甲介腔２２に対応する凹部１６ａに規定される孔１６ｄに連通して音波を外耳道孔２４に導く。

イヤホン１の音響通路は、上記の様に形成されているので、イヤホン１を装着しないで外部のスピーカーで音声再生する場合、あるいは、少なくとも耳介２に本体を載せるように装着するヘッドホン・イヤホンで音声再生する場合のように、ユーザーの鼓膜に到達させる音波を、人間の耳介２で反射されて外耳道に集音される経路を含んだものとして再現できる。その結果、再生する音波の出口がユーザーの外耳道孔２４に挿入されるカナル型のイヤホンで、自然で好ましい音声再生を実現することができる。

さらに、イヤホン１は、耳甲介腔２２の開口面積よりも大きい振動板面積を有するスピーカーユニット４を採用することで、耳甲介腔２２を含む耳介２で反射されて外耳道孔２４に集音される経路の再現が可能になる。イヤホン１は、耳甲介腔２２の開口面積よりも大きい振動板面積を有するスピーカーユニット４を採用することができるので、従来の小型で振動板面積が小さいスピーカーユニットを備える場合に比較して、高い音圧レベルで音声再生が可能なスピーカーユニットを利用可能になる利点がある。また、高性能なスピーカーユニットを用いれば、イヤホン１は、音声再生周波数帯域を十分に広げて良好な再生音質を確保することができる。

内壁面形成部材１６は、凹状のハウジング１０のベース部材１１の内部にはめ込んで固定し、また、取り外しが可能なように交換機構を介して取り付けるのが好ましい。交換機構により異なる凹凸面を形成する内壁面形成部材１６を取り付けおよび取り外し可能にすることで、再生音質の調整を可能にすることができる。

図３は、本実施例のイヤホン１、並びに、比較例のイヤホン１００の音圧周波数特性について説明するグラフであり、横軸は入力音声信号の周波数を示し、縦軸は測定治具である耳型に装着した場合の外耳道での音圧レベルを示す。

比較例の（図示しない）イヤホン１００は、本実施例のイヤホン１において、音響通路を形成する（図示しない）内壁面形成部材１６を、人間の耳介２を模る凹凸面を形成する部材ではなく、単なる漏斗状の面を形成する部材に置き換えた場合である。したがって、スピーカーユニット４は共通する。

図３に示すように、内壁面形成部材の形状の相違により、イヤホンの音圧周波数特性は変化する。本実施例のイヤホン１は、比較例のイヤホン１００に比べて、６ｋＨｚ以下のピーク・ディップが抑制されて相対的にレベル差が小さくなる。イヤホン１は、耳甲介腔２２を含む耳介２で反射されて外耳道孔２４に集音される経路の再現が可能になるので、再生する音波の出口がユーザーの外耳道入り口に挿入されるカナル型のイヤホン１であっても、自然で好ましい音声再生を実現することができる。

ハウジング１０の交換機構は、人それぞれで様々に異なる人間の耳介２の形状に応じて異なる凹凸面を形成する内壁面形成部材１６を、ベース部材１１に対して取り付けおよび取り外し可能にする。交換機構は、ネジなどを利用してもよく、また、スナップ構造などにより内壁面形成部材１６をベース部材１１にはめ込むようにしてもよい。したがって、イヤホン１を利用するユーザーは、内壁面形成部材１６を交換することで、再生音質の調整を可能にすることができる。

また、ハウジング１０の交換機構は、内壁面形成部材１６をベース部材１１に対して任意の所定方向に回転させて固定する構造で取り付けることができれば、取り付けの角度に応じて微調整が可能になり、異なる好みの再生音質を楽しむことができる。

本発明のイヤホンは、耳掛け部３を備えるカナル型のイヤホンに限らず、耳掛け部３を備えないイヤホンであってもよい。また、イヤホンに限らず、ヘッドバンドにより左右両耳に対応するイヤホンを連結して、オーバーヘッドタイプのイヤホンを構成してもよい。イヤホンは、上記実施例のようなハウジング部材１５が規定するスピーカーユニット４の振動板の背面側空間が閉じられたクローズドタイプに限らず、オープンタイプのイヤホンであってもよい。家庭用のステレオ再生、もしくはマルチチャンネルサラウンド再生に限られず、車載用のオーディオ機器や、映画館等の音響再生設備にも適用が可能である。

１ イヤホン
２ 耳介
２０ 耳甲介
２１ 耳甲介艇
２２ 耳甲介腔
２３ 耳輪
２４ 外耳道孔
２５ 対耳輪
３ 耳係部
４ スピーカーユニット
５ コード
６ イヤピース
１０ ハウジング
１１ ベース部材
１２ スピーカーユニット取付部
１３ 係合部
１４ ダクト部
１５ ハウジング部材
１６ 内壁面形成部材

Claims (5)

1. 音声信号を音波に電気音響変換するスピーカーユニットと、その内部に該スピーカーユニットを取り付けて該音波をユーザーの外耳道に導く音響通路を形成するハウジングと、を備えるイヤホンであって、
   該ハウジングの該音響通路が、少なくとも、人間の耳介を模る凹凸面を形成する内壁面部と、該内壁面部の耳甲介腔に相当する該凹凸面に規定される孔に連通して該音波を該外耳道に導くダクト部と、とから形成される、
   イヤホン。
2. 前記ハウジングが、前記耳甲介腔の開口面積よりも大きい振動板面積を有する前記スピーカーユニットを取り付けるスピーカーユニット取付部をさらに備える、
   請求項１に記載のイヤホン。
3. 前記ハウジングが、前記スピーカーユニット取付部を含むベース部材を有し、該ベース部材が、前記内壁面部を形成する内壁面形成部材を取り付けおよび取り外しが可能な交換機構を有する、
   請求項２に記載のイヤホン。
4. 前記ダクト部が、前記ユーザーの前記外耳道に挿入されるイヤピースを取り付けるイヤピース取付部をさらに有する、
   請求項１から３のいずれかに記載のイヤホン。
5. 前記ハウジングの前記ベース部材が、前記イヤホンを前記ユーザーの耳輪に係止する耳係部をさらに備える、
   請求項１から４のいずれかに記載のイヤホン。