JP7723746B2 - 可動コイル形変換器及び音響後部空間を有するイヤピース - Google Patents

Description

優先権の主張
本出願は、２０２０年１２月１４日に出願された米国特許出願第１７／１２０，４８６号に対する優先権を主張し、この特許出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

本開示は、概して音響イヤピースに関する。より詳細には、本開示は、ウェアラブルオーディオデバイス内の電気音響変換器を有するイヤピースに関する。

インイヤ、オンイヤ、又はニアイヤオーディオデバイスなどのウェアラブルオーディオデバイスの設計及び製造は、いくつかの課題を提示し得る。特定の場合には、所与のデバイスにおいて所望のサイジング及び音響性能の制約の両方を達成することは困難である。すなわち、いくつかの従来のオーディオデバイスは、所望の形態因子内で適切な音響性能を提供することができない。

下記で言及される全ての実施例及び特徴は、任意の技術的に可能な方式で組み合わせることができる。

本開示の様々な実装形態は、オーディオデバイス及び関連するイヤピースを含む。いくつかの実装形態では、イヤピースは、電気音響変換器（例えば、可動コイル形変換器）と、所望の音響性能とともに所望のフィット性を提供するように構成された音響後部空間とを含む。場合によっては、イヤピースは、補聴器、オンイヤオーディオデバイス、及び／又はインイヤオーディオデバイスの一部である。

いくつかの特定の態様では、イヤピースは、電気音響変換器と、電気音響変換器を支持するハウジングであって、ハウジング及び電気音響変換器が共同で、第１の音響空間及び第２の音響空間を画定し、電気音響変換器は、変換器の第１の放射面が音響エネルギーを出口に連結された第１の音響空間内に放射し、変換器の第２の放射面が音響エネルギーを第２の音響空間内に放射するように配置される、ハウジングと、を備え、第２の音響空間の少なくとも一部は、第１の放射面と出口との間に位置する。

実装形態は、以下の特徴のうちの１つ、又はそれらの任意の組み合わせを含み得る。

特定の態様では、電気音響変換器は、可動コイル形変換器を含む。

特定の場合には、ハウジングは長手方向軸を有し、可動コイル形変換器は、ハウジングの長手方向軸とほぼ平行な運動軸を有するダイヤフラムを含む。

いくつかの実装形態では、ハウジングはノズルを画定し、第１の音響空間がノズル内の音響通路に音響的に連結されて、イヤピースが装着されたときに、電気音響変換器が使用者の外耳道に音響的に連結される。

ある場合には、イヤピースは、ノズル上に支持されたイヤチップを更に含み、イヤチップは、イヤピースが装着されたときに使用者の外耳道と緊密な音響シールを形成するように構成されるか、又はイヤチップは、音響エネルギーが使用者の外耳道の内外に移動することを可能にする一組の開口部を含む。

特定の態様では、ハウジングは、第１の長手方向軸を有する本体と、第１の長手方向軸と交差する第２の長手方向軸を有するノズルとを画定し、電気音響変換器は、電気音響変換器の運動軸が第１の長手方向軸に実質的に平行であるように本体内に支持され、第１の長手方向軸及び第２の長手方向軸は、互いに対して非ゼロの角度で配置される。

いくつかの場合には、出口は、スクリーン、メッシュ材料、薄い発泡体、網状発泡体、連続気泡発泡体、発泡ポリマー、又はドームカバーのうちの少なくとも１つによって少なくとも部分的に覆われている。

特定の態様では、イヤピースは、第２の音響空間をハウジングの外側の空間に連結するリアポートを更に含む。

特定の実装形態では、イヤピースは、第１の音響空間をハウジングの外側の空間に連結するフロントポートを更に含む。

いくつかの態様では、フロントポート及びリアポートは、組み合わされた出口空間に音響的に連結される。

いくつかの場合には、第２の音響空間は、その長さにわたってほぼ一定の断面幅を有する。

特定の実装形態では、第２の音響空間は、少なくとも２つの音響的に連結された副空間を含む。

特定の態様では、音響的に連結された副空間は、別個の空間を有する。

特定の実装形態では、音響的に連結された副空間における第１の副空間と、音響的に連結された副空間における第２の副空間との間の比は、約１：１～約４：１に等しい。

特定の態様では、音響的に連結された副空間における第１の副空間と、音響的に連結された副空間における第２の副空間との間の比は、約２：１～約４：１に等しい。

いくつかの態様では、音響的に連結された副空間における第１の副空間と、音響的に連結された副空間における第２の副空間との間の比は、約３：１に等しい。

特定の場合において、音響的に連結された副空間は、第１の空間を有する第１の副空間と、第２の空間を有する第２の副空間と、第３の空間を有する第３の副空間と、を含む少なくとも３つの音響的に連結された副空間を含み、第２の副空間は、第１の副空間及び第３の副空間の各々よりも小さく、第１の副空間と第３の副空間との間のポートとして機能する。

いくつかの実装形態では、音響的に連結された副空間は、第１の空間を有する第１の副空間と、第２の空間を有する第２の副空間と、第３の空間を有する第３の副空間と、を含む少なくとも３つの音響的に連結された副空間を含み、第１の副空間と第３の副空間とを音響的に連結する導波路として機能する。

特定の態様では、ハウジングは、使用者の外耳道形状を補完するように構成された輪郭を含む。

特定の実装形態では、第１の音響空間及び第２の音響空間は壁によって分離され、壁の少なくとも一部は第１の放射面と出口との間に位置する。

いくつかの場合には、イヤピースは、第１の放射面と出口との間に位置する壁の部分にマイクロホンを更に含む。

特定の実装形態では、第２の音響空間は、少なくとも約７５立方ミリメートル（ｍｍ^３）である。

特定の態様では、イヤピースは補聴器の一部であり、補聴器は、着用時に使用者の耳介の後ろに位置するように構成されたケーシングと、ケーシングをイヤピースに連結する配線と、を更に含む。

特定の場合には、補聴器は、ケーシング内に収容された、電池と、マイクロホンと、サウンドプロセッサとを更に含む。

いくつかの実装形態では、イヤピースは、インイヤオーディオデバイスの一部である。

特定の場合には、イヤピースは、オンイヤオーディオデバイスの一部である。

本概要の項に記載される特徴を含む、本開示に記載される２つ以上の特徴は、本明細書に具体的に記載されていない実装形態を形成するために組み合わされ得る。

１つ以上の実装形態の詳細が、添付図面及び以下の説明において記載される。他の特徴、目的、及び利点は、本説明及び図面から、並びに特許請求の範囲から明らかになるであろう。

様々な実装形態による外耳道内レシーバ（ＲＩＣ）補聴器を含むオーディオデバイスの概略図である。 様々な実装形態による他のオーディオデバイスの概略図である。 様々な実装形態によるオーディオデバイスにおけるイヤピースの断面図である。 様々な実装形態によるオーディオデバイスにおける追加のイヤピースの断面図である。 様々な実装形態によるオーディオデバイスにおける別のイヤピースの断面図である。 様々な実装形態によるオーディオデバイス内のイヤピースの部分透過斜視図である。 様々な実装形態によるオーディオデバイス内のイヤピースの外観斜視図である。

様々な実装形態の図面は、必ずしも縮尺どおりではないことに留意されたい。図面は、本開示の典型的な態様のみを示すことを意図するものであり、したがって、発明の範囲を限定するものとみなされるべきではない。図面において、同様の番号付けは、図面間の同様の要素を表す。

本明細書で言及されるように、本開示の様々な態様は、概して、電気音響変換器（例えば、可動コイル形変換器）と、音響性能とともに望ましいフィット性を提供するように構成された音響後部空間と、を有するイヤピースを備えたインイヤ、オンイヤ及び／又はニアイヤオーディオデバイスなどのウェアラブルオーディオデバイスに関する。特定の場合には、オーディオデバイスは、外耳道内レシーバ（receiver-in-canal：ＲＩＣ）補聴器、又は変換器が外耳道内部分内に取り付けられた別の形態の補聴器を含む。

図中の共通にラベル付けされた構成要素は、例示目的のために実質的に同等の構成要素であるとみなされ、それらの構成要素の重複する説明は、明確化のために省略する。

本明細書で開示される態様及び実装形態は、多種多様なウェアラブルオーディオデバイスに適用可能であり得る。いくつかの場合では、ウェアラブルオーディオデバイスは、ヘッドホン（オンイヤかオフイヤを問わず）、ヘッドセット、腕時計、眼鏡、オーディオアクセサリ又は衣類（例えば、オーディオ帽子、オーディオバイザー、オーディオジュエリー）、ヘルメット（例えば、軍事、産業、又はオートバイ用途向け）、首装着型スピーカ、肩装着型スピーカ、身体装着型スピーカなど、様々な形態因子をとることができる。開示されるいくつかの態様は、オーバーイヤヘッドホン、オンイヤヘッドホン、インイヤヘッドホン（イヤホンとも呼ばれる）、オーディオ眼鏡又は他の頭部装着型オーディオデバイスなどのパーソナル（ウェアラブル）オーディオデバイスに特に適用可能であり得る。本明細書で言及されるように、いくつかの開示された態様は、インイヤ又はオンイヤヘッドホン、及びそのようなヘッドホンにおけるイヤピースに特に適用可能であり得る。

様々な実装形態に従って説明されるウェアラブルオーディオデバイスは、スマートグラス、スマートウォッチなど、１つ以上の他のウェアラブル電子デバイスにおいて見られる特徴を含むことができる。これらのウェアラブルオーディオデバイスは、１つ以上のカメラ、位置追跡デバイス、マイクロホンなど、追加のハードウェア構成要素を含むことができ、音声認識、視覚認識、及び他のスマートデバイス機能が可能であり得る。本明細書に含まれるウェアラブルオーディオデバイスの説明は、そのようなデバイスにおけるこれらの追加的な能力を除外することを意図するものではない。

本明細書で言及されるように、従来のウェアラブルオーディオデバイス、特に、使用者の外耳道内又はその近くに置かれるように設計されたものは、所望のフィット性と音響性能との効果的なバランスをとることができない可能性がある。例えば、ＲＩＣ補聴器又はインイヤオーディオデバイスでは、フィードバックノイズキャンセルを支援するために、変換器（又はドライバ）を使用者の外耳道内に可能な限り遠くに（例えば、音響出口に向かって）配置することが望ましい場合がある。すなわち、フィードバックノイズキャンセルを強化するために、変換器及びフィードバックマイクロホンを鼓膜の近くに位置付けることが有益であり得る。しかしながら、変換器を音響出口のより近くに位置付けることは、デバイスのインイヤ部分（いくつかの場合、外耳道内部分と称される）の外側寸法を増加させ、使用者の耳内のフィット性に影響を及ぼし得る。

従来のデバイスとは対照的に、様々な実装形態に従って開示されるウェアラブルオーディオデバイスは、電気音響変換器と、変換器の後ろの領域から変換器の少なくとも部分的に前の領域に及ぶ音響空間（例えば、後部空間）とを有する少なくとも１つのイヤピースを含む。これらの実装形態では、変換器は、音響出口に対して後退させることができる。変換器が出口から後退した状態で、オーディオデバイスの外耳道内、インイヤ、オンイヤ、又はニアイヤ部分の外側寸法は、例えば、その部分の外側寸法を狭くすることによって、フィット性を高めるようなサイズにすることができる。オーディオデバイスが、イヤピースから分離されたケーシングを有するＲＩＣ補聴器である場合など、特定の場合には、イヤピースは、使用者の外耳道内に快適で一貫してフィットする電気音響（例えば、可動コイル）変換器の使用を可能にする。場合によっては、様々な実装形態に従って開示されるＲＩＣ補聴器は、使用者の外耳道形状を補完するように構成された輪郭を有するイヤピースを有する。

図１は、例示的なウェアラブルオーディオデバイス１０を示し、これは、この例では、外耳道内レシーバ（ＲＩＣ）補聴器１００の形態をとる。ＲＩＣ補聴器１００は、使用者の耳（耳介）の後ろに位置するように設計されたケーシング１０４内に収容された電池、マイクロホン、及びサウンドプロセッサを含む耳掛け部１０２を含む。補聴器１００のこの耳掛け部１０２は、小さなワイヤ１０６を有し、この小さなワイヤ１０６は、使用者の外耳道内に位置するように設計されたイヤピース１０８に、使用者の耳の周りを通って入るように設計されている。イヤピース１０８は、「レシーバ」又は「ドライバ」としても知られるスピーカを担持する。様々な実装形態において、従来のＲＩＣ補聴器とは対照的に、スピーカは、可動コイル形変換器などの電気音響変換器を含む。従来、ＲＩＣ補聴器は、米国特許第１０，６７４，２４６号（２０１８年４月２７日出願、その完全な開示は参照により本明細書に組み込まれる）に開示されているような平衡電機子型スピーカを使用する。これらの平衡電機子デバイスは、スピーカの音響出力を平衡させるためにわずかな又は名目上の後部空間しか必要とせず、スピーカの運動軸がイヤピースの出口に対して垂直になるように配向されることが多い。しかしながら、平衡電機子デバイスは、低周波数で音圧を生成する際の感度の欠如などの欠点を有する。加えて、平衡電機子デバイスは、それらの最大変位において制限され、それによって、歪みなしに生成され得るピーク低周波数音圧を制限する。したがって、平衡電機子デバイスは、大きな発話、ドアをバタンと閉める音、使用者自身の声などの大きな低周波数事象に応答しようとする際に、許容できない歪みを示す可能性がある。

平衡電機子スピーカを使用するイヤピースとは対照的に、様々な実装形態は、所望のフィット性と音響性能の両方を可能にするように配置された電気音響変換器を有するイヤピースを含む。いくつかの実装形態では、電気音響変換器は、大きな変位が可能な低い剛性を有する可動コイル形変換器を含み、低周波数における有効なアクティブノイズ低減を可能にする。しかしながら、本明細書で言及されるように、可動コイル形変換器は、平衡電機子スピーカと比較したときに、比較的大きい後部空間から利益を得る。様々な実装形態に従って開示されるイヤピースは、コンパクトな離散形態因子において、対応する後部空間とともに、電気音響変換器の音響的利点を提供する。

図２は、別の例示的なウェアラブルオーディオデバイス１０の概略図であり、この場合、ウェアラブルオーディオデバイス１０は、少なくとも１つのイヤホン（又はインイヤヘッドホン）２０２を有するオーディオヘッドセット２００などのインイヤ又はオンイヤオーディオデバイスの形態をとる。この例では、２つのイヤホン２０２が示されている。イヤホン２０２は、「真の」無線構成（すなわち、イヤホン２０２間のテザリングなし）で示されているが、オーディオヘッドセット２００は、テザリングされた無線構成（それによって、イヤホン２０２は、再生デバイスへの無線接続で有線を介して接続される）又は有線構成（それによって、イヤホン２０２の少なくとも１つは、再生デバイスへの有線接続を有する）を含むこともできる。図示される各イヤホン２０２は、１つ以上のプラスチック又は複合材料で形成されたハウジングを含むことができるイヤピース２０４を含む。イヤピース２０４は、使用者の外耳道入口に挿入するためのノズル２０６と、使用者の耳内の静止位置にノズル２０６を保持するための支持部材２０８とを含むことができる。特定の場合には、ノズル２０６及び／又は支持部材２０８は、使用者の耳内での適合性を向上させるように、洗浄、再位置付け、及び／又は交換されることができる、取り外し可能ケーシングの一部である。他の場合には、ノズル２０６及び／又は支持部材２０８は、イヤピース２０４と一体である。いくつかの実装形態によれば、イヤピース２０４は、電池、マイクロホン、及びサウンドプロセッサなどの構成要素を含む電子機器２１２を収容するための外側ケーシング２１０を更に含む。いくつかの場合では、電子機器２１２の別個のセット又は重複セットがイヤホン２０２の一部、例えば、それぞれのイヤホン２０２の各々に収容される。しかしながら、本明細書に記載されるある構成要素は、単一の形態で存在し得る。

図３は、様々な実装形態による、ＲＩＣ補聴器１００（図１）及び／又はオーディオヘッドセット２００などのオーディオデバイス内のイヤピース３００の一部分の概略断面図である。イヤピース３００はまた、様々な形態因子のいくつかの他のオンイヤ、インイヤ、アラウンドイヤ及び／又はニアイヤオーディオデバイスの一部であり得、それらの例は、２０２０年６月２５日に出願された米国特許出願第６３／０４４，０７８号に記載されており、その完全な開示は参照により本明細書に組み込まれることが理解される。

特定の実装形態では、イヤピース３００は、電気音響変換器３０６（又はスピーカ若しくはドライバ）を支持するハウジング３０４を含むイヤホン３０２を含む。ある実装形態では、電気音響変換器３０６は、可動コイル形変換器である。電気音響変換器３０６は、例えば、直径６ｍｍ未満、例えば、直径３ｍｍ～５．５ｍｍ、例えば、直径４．３ｍｍ～５．４ｍｍのダイヤフラムを有する、フルレンジマイクロドライバであってもよく、例えば、２０１８年４月１０日に発行された「Ｅｌｅｃｔｒｏ－ａｃｏｕｓｔｉｃ ｄｒｉｖｅｒ ｈａｖｉｎｇ ｃｏｍｐｌｉａｎｔ ｄｉａｐｈｒａｇｍ ｗｉｔｈ ｓｔｉｆｆｅｎｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔ」と題された米国特許第９，９４２，６６２号、及び／又は２０２０年３月３１日に発行された「Ｆａｂｒｉｃａｔｉｎｇ ａｎ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｌｏｕｄｓｐｅａｋｅｒ ｐｉｓｔｏｎ ａｎｄ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ」と題された米国特許第１０，６０９，４８９号に説明されるものなどであってもよく、それらの開示全体は、参照することによって本明細書に組み込まれる。本明細書で使用される場合、「フルレンジ」とは、約２０Ｈｚ～約２０ｋＨｚの周波数を生成することができることを意味するように意図される。

ハウジング３０４及び電気音響変換器３０６は共同で、第１の（フロント）音響空間３０８及び第２の（リア）音響空間３１０を画定する。第２の音響空間３１０の一部は、本明細書で説明されるように、電気音響変換器３０６の後又はその近くに位置するが、第２の音響空間３１０の一部はまた、電気音響変換器（又は単に変換器）３０６の前又は周辺に位置することができる。すなわち、変換器３０６は、様々な実装形態において、変換器３０６の第１の放射面３１２が第１の音響空間３０８内に音響エネルギーを放射するように配置され、第１の音響空間は出口３１４に連結される。変換器３０６はまた、変換器３０６の第２の放射面３１６が第２の音響空間３１０内に音響エネルギーを放射するように配置される。いくつかの実装形態では、ハウジング３０４は、第１の長手方向軸（Ａ_Ｌ１）を有し、変換器３０６は、ハウジング３０４の長手方向軸とほぼ平行な運動軸（Ａ_ｍＴ）を有するダイヤフラム３１８を有する。

様々な実装形態では、ハウジング３０４は出口３１４に近接したノズル３２０を画定し、第１の音響空間３０８がノズル３２０内の音響通路３２２に音響的に連結されて、イヤピース３００が装着されたときに、変換器３０６が使用者の外耳道に音響的に連結される。特定の場合には、イヤピース３００は、ノズル３２０上に支持され、イヤピースが装着されたときに使用者の外耳道と連結するように構成されたイヤチップ３２４を含む。イヤチップ３２４は、任意選択として仮想線で示されており、場合によっては、図２のイヤチップ２０６に類似している（例えば、ドームカバー）。いくつかの場合において、イヤチップ３２４は、イヤピース３００が装着されたときに、使用者の外耳道との緊密な音響シールを提供する。他の場合には、イヤチップ３２４は、音響エネルギーがほとんど抵抗なく使用者の外耳道の内外に移動することを可能にする１つ以上の開口部のセットを含んでもよい。いくつかの例では、例えば所望のインピーダンス応答を提供するために、抵抗スクリーンなどの抵抗要素が、開口部のうちの１つ以上の中に又はその上に設けられてもよい。イヤチップを含む特定の場合において、ノズル３２０は、リップ、リム、突出部、又はイヤチップと連結するための他の嵌合特徴部を含むことができる。実装形態によるイヤピース３００とともに使用することができるイヤチップの例示的な変形形態は、２０１９年１１月２１日に出願された米国特許出願第１６／６９０，５８６号に記載されており、その完全な開示は参照により本明細書に組み込まれる。そのような場合、（任意の種類の）イヤチップが出口３１４と連結され、特定の場合には、ノズル３２０と連結するようなサイズにされる。特定の態様では、イヤチップは、イヤピース３００内のノズル３２０上に嵌合し、使用者の外耳道との音響連結を強化する。しかしながら、本明細書に記載されるように、イヤピース３００は、出口が使用者の外耳道への入口に近接して、又は使用者の耳の上に位置付けられるように、（例えば、図４の例示的イヤピース４００に描写されるように）イヤチップなしで使用されることができる。これらの場合、出口３１４は、音を使用者の外耳道に向けて方向付けるように配置されるが、必ずしも外耳道に緊密にシールされる必要はない。特定の場合には、支持部材（例えば、図２の支持部材２０８、又はオーバーイヤ、オーバーヘッド、若しくはオンイヤ支持部材など）は、イヤピース３００と連結され、イヤピース３００を使用者の耳の上又は近くに位置決めするように構成される。

特定の実装形態では、出口３１４は、保護材料３２６によって少なくとも部分的に覆われる。ある場合には、保護材料３２６は、イヤチップ（例えば、イヤチップ３２４）の一部であるが、他の場合には、保護材料３２６は、出口３１４に近接してハウジング３０４に連結される。保護材料３２６の例としては、スクリーン、メッシュ材料、ワックスガード、薄い発泡体、網状発泡体、連続気泡発泡体、又は発泡ポリマー（例えば、ｅＰＴＦＥ）のうちの１つ以上を挙げることができる。イヤピース３００に適合する他の保護材料３２６（例えば、スクリーン）の例は、先に参照により本明細書に組み込まれた米国特許出願第１６／６９０，５８６号に詳細に記載されている。保護材料３２６は、出口３１４又はイヤピース３００内の任意の音響開口部と連結及び／又は一体化することができ、場合によっては、２０２０年３月２３日３月２３日に出願された米国特許出願第１６／８２８，３２７号に記載されているものなどの座ぐりポート特徴を使用して固定することができ、その完全な開示は参照により本明細書に組み込まれる。

図３の例示的な実装形態に示すように、第２の音響空間３１０の少なくとも一部は、変換器３０６の第１の放射面３１２と出口３１４との間に位置する。すなわち、第２の音響空間３１０は、変換器３０６の後ろ（出口３１４に対して「後ろ」）の空間から、少なくとも部分的に変換器３０６の前の空間に及ぶ。特定の場合には、第２の音響空間３１０の一部分は、変換器３０６に対して周辺に、例えば、変換器３０６の側壁３２８に沿って軸方向に（変換器３０６の運動軸（Ａ_ｍＴ）に沿って）広がる。言い換えれば、第２の音響空間３１０の一部は、変換器３０６の後ろの空間から、変換器３０６の第１の放射面３１２の少なくとも部分的に前の空間まで軸方向に広がる。

いくつかの例示的な実装形態では、第１の音響空間３０８及び第２の音響空間３１０は、壁３３０によって分離される。様々な実装形態において、壁３３０の少なくとも一部３３２は、第１の放射面３１２と出口３１４との間に位置する。特定の場合には、図３に示す例示的な構成に示すように、マイクロホン（例えば、フィードバックマイクロホン）３３４は、第１の放射面３１２と出口３１４との間に位置する壁３３０の部分３３２に位置する。他の場合には、マイクロホン３３４は、ハウジング３０４内の別個の壁、例えば、第１の放射面３１２と出口３１４との間にあるハウジング３０４の側壁に配置される。更に別の場合には、マイクロホン３３４は、マイクロホン３３４の入口が第１の音響空間３０８にアクセスすることを可能にするハウジング３０４内の任意の壁に取り付けられる。いくつかの特定の場合において、マイクロホン３３４は、第１の音響空間３０８内の音響信号を検出するためにマイクロホン３３４を定位置に保持するように構成された支持部材に取り付けられる。いくつかの実装形態では、支持部材は、ハウジング内の壁及び／又はイヤピース３００内の別の支持部材から延びることができる。更なる実装形態では、マイクロホン３３４の向きは、例えば、少なくとも部分的に第１の放射面３１２に向かって、又は出口３１４に向かって方向付けられた角度で変更され得る。

壁３３０は、例えば、１つ以上の屈曲部、角部、及び／又は輪郭を含む、いくつかの断面形状のうちのいずれかをとることができ、第１の音響空間３０８と第２の音響空間３１０とを分離するように構成される。ある場合には、壁３３０は、第２の音響空間３１０の１つ以上の部分（又は副空間）を第１の音響空間３０８から分離する。特定の場合において、第２の音響空間３１０は、その長さにわたってほぼ一定の断面幅を有する。例えば、第２の音響空間３１０の１つ以上の部分は、所与の長さにわたってほぼ一定の断面幅を有する。図３は、第２の音響空間３１０の部分の断面幅が、例えば、運動軸（Ａ_ｍ）に沿って測定される変換器３０６の側壁３２８に沿って、ほぼ一定である一例を示す。

特定の実装形態によれば、第２の音響空間は、少なくとも２つの音響的に連結された副空間３１０Ａ、３１０Ｂを含む。これらの場合のいくつかにおいて、第２の音響空間は、少なくとも３つの音響的に連結された副空間、例えば副空間３１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃを含む。特定の場合には、音響的に連結された副空間３１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃなどは、別個の空間を有し、例えば、変換器３０６（Ａ_ｍＴに対して）の軸方向後方にある空間３１０は、他の副空間（例えば、３１０Ｂ、３１０Ｃなど）のうちの少なくとも１つよりも大きい。これらの副空間は、実際には互いに流体的に連結されており、場合によっては、副空間間の線引きは、所与の副空間の断面積の有意な差によって画定され得ることが理解される。例えば、より大きな副空間間の狭い通路は、副空間として適格であり、より大きな副空間間のポートとして機能することができる。

特定の実装形態では、副空間（例えば、副空間３１０Ａ、３１０Ｂ、又は３１０Ｃ）のうちの１つにおける空間と、副空間のうちの別の１つ（例えば、副空間３１０Ａ、３１０Ｂ、又は３１０Ｃのうちの別個の１つ）における空間との間の比は、約１：１～約４：１に等しい。特定の例では、別個の副空間間の比は、約２：１～約４：１に等しい。より特定の場合には、別個の副空間間の比は、約３：１に等しい。少なくとも３つの別個の副空間（例えば、副空間３１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃ）を有するいくつかの実装形態では、副空間３１０Ａと副空間３１０Ｃとの間の比は、約１：１～約４：１に等しく、より特定の場合には、約２：１～約４：１に等しく、更により特定の場合には、約３：１に等しい。本明細書において値に関して使用される「約」という用語は、例えば数パーセント以下の、絶対値からの公称変動を割り当てることができる。ある場合には、第２の音響空間３１０は、少なくとも約７５立方ミリメートル（ｍｍ^３）である。特定の態様では、変換器３０６の第１の放射面３１２と出口３１４との間に位置する第２の音響空間３１０の部分は、少なくとも約２５ｍｍ^３である。

図３に示す特定の例では、音響的に連結された副空間は、少なくとも３つの音響的に連結された副空間３１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃを含み、第１の副空間３１０は第１の空間を有し、第２の副空間３１０Ｂは第２の空間を有し、第３の副空間３１０Ｃは第３の空間を有する。場合によっては、第２の副空間３１０Ｂは、第１の副空間３１０Ａ及び第３の副空間３１０Ｃの各々よりも小さい。特定の例では、第３の副空間３１０Ｃは、第１の副空間３１０Ａよりも小さい。いくつかの実装形態によれば、第２の副空間３１０Ｂは、第１の副空間３１０Ａと第３の副空間３１０Ｃとの間のポートとして機能する。追加の実装形態では、第２の副空間３１０Ｂは、第１の副空間３１０Ａと第３の副空間３１０Ｃとを音響的に連結する導波路として機能する。特定の例示的な実装形態では、副空間３１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃは各々、別個の空間を有する。

様々な実装形態によれば、例えば、第２の音響空間３１０が、ポート及び／又は導波路を画定する別個の副空間３１０Ａ、３１０Ｂ（及び場合によっては３１０Ｃ）を含む場合、ポート及び／又は導波路は、イヤピース（例えば、イヤピース３００）に音響共振を導入する。例えば、第２の音響空間３１０内のポート又は導波路は、変換器３０６の機械的アドミタンスに有効なピークを導入することができ、それによって、局所周波数範囲にわたって、入力された力ごとにより多くの変位を生成する。

図４は、図３のイヤピース３００と比較して異なる比率の副空間３１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃを有するイヤピース４００の変形例を示す。図４はまた、第２の副空間３１０Ｂを画定する壁３３０の一部にあるマイクロホン３３４を示す。この例では、副空間３１０Ｂは、副空間３１０Ａと３１０Ｃとの間のポートとして機能することができる。これらの場合のいくつかにおいて、副空間３１０Ｂは、副空間３１０Ａ及び３１０Ｃよりも狭い断面幅（例えば、内壁３３０からハウジング３０４まで測定したとき）を有し、特定の場合には、より小さい体積を有する。図５は、イヤピース３００（図３）及びイヤピース４００（図４）と比較して異なる比率の副空間３１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃを有するイヤピース５００の追加の変形例を示す。この例では、副空間３１０Ａ、３１０Ｂ、及び３１０Ｃは、第２の放射面３１６から第２の空間３１０内に放射される音響エネルギーのための導波路として機能することができる。これらの場合のいくつかにおいて、副空間３１０Ｂ及び３１０Ｃは、同様の断面幅（例えば、内壁３３０からハウジング３０４まで測定）を有し、特定の場合において、同様の容積（例えば、断面幅又は容積の約５～１０パーセント未満の変動）を有する。壁（複数可）３３０の位置、副空間３１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃなどのサイズ、及び本明細書に必ずしも示されていないマイクロホン（複数可）３３４の位置に関するいくつかの変形が、様々な実装形態において可能である。

図３～図５を参照すると、本明細書に開示されるイヤピース（例えば、図３のイヤピース３００、図４のイヤピース４００、図５のイヤピース５００）はまた、第２の音響空間３１０をハウジング３０４の外側の空間４０４と連結するリアポート４０２を含むことができる。特定の場合には、イヤピース（例えば、イヤピース３００、イヤピース４００、イヤピース５００）はまた、第１の音響空間３０８をハウジング３０４の外側の空間４０８と連結するフロントポート４０６を含むことができる。場合によっては、リアポート４０２及びフロントポート４０６は、ハウジング３０４の外側の別個の空間４０４、４０８に連結するが、他の実装形態では、空間４０４及び４０８は接続される（例えば、周囲空気）。特定の場合には、リアポート４０２及びフロントポート４０６は、ハウジング３０４内で、例えば、ハウジング内の壁内で、又は第１及び第２の音響空間３０８、３１０とは別個の追加の空間内で、互いに連結される。いくつかの例では、リアポート４０２及びフロントポート４０６は、２０２０年８月１１日に出願された米国特許出願第１６／９９０，３５８号に記載されているように、組み合わされた出口空間内に音響的に連結され、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる。そのような場合、１つ以上のポートは、後部空間の前方部分、後部空間の前方部分、又は後部空間の接続部分のうちのいずれか１つ、全て、又は任意の組み合わせに含まれ得る。場合によっては、ポートは、約少なくとも１ミリメートル（ｍｍ）の長さであり、断面積が約少なくとも１～２ｍｍ^２である（例えば、場合によっては約１．５～２ｍｍ^２、より特定の場合では約１．８ｍｍ^２）。

本明細書で説明するオーディオデバイスの様々な実装形態によれば、ハウジングは、使用者の耳内でのフィット性を高めるように成形され得る。例えば、図５（部分的に透明な図）及び特に図６（外観図）のハウジング３０４の概略図に示すように、ハウジング３０４は、使用者の外耳道形状を補完するように構成された輪郭４１０を含む。これらの場合、ハウジング３０４は、第１の長手方向軸（Ａ_Ｌ１）を有する本体４１２と、第１の長手方向軸（Ａ_Ｌ１）と交差する第２の長手方向軸（Ａ_Ｌ２）を有するノズル３２０とを画定する。本明細書に記載され、図３及び図４に示されるように、変換器３０６は、運動軸（Ａ_ｍＴ）が第１の長手方向軸（Ａ_Ｌ１）に実質的に平行であり、第１及び第２の長手方向軸（Ａ_Ｌ１、Ａ_Ｌ２）が互いに対して０でない角度αで配置されるように、本体４１２内に支持される。この非ゼロの角度（α）は、例えば、図６に示されている。換言すれば、この輪郭４１０は、図６に示す軸（Ａ_Ｌ１、Ａ_Ｌ２）間の１８０度未満である余角（θ）によって測定することができる。

従来のオーディオデバイス、特に従来のＲＩＣ補聴器と比較して、本明細書に開示されるイヤピースを含むオーディオデバイスは、いくつかの利点を提供することができる。例えば、様々な実装形態は、音響性能を犠牲にすることなく、様々な使用者（及び対応する外耳道形状）にわたって信頼できる快適なフィットを可能にするように位置決めされた電気音響変換器（例えば、可動コイル形変換器）を有するイヤピースを含む。すなわち、様々な実装形態に従って開示されるイヤピースは、広範囲の使用者にフィットし、所望の音響性能（例えば、出力、ノイズキャンセルなど）を提供するように構成される。様々な実装形態に従って開示されるイヤピースは、様々なウェアラブルオーディオデバイスに有益に組み込むことができ、使用者によってインイヤ又はオンイヤで装着されるように設計されたデバイスにおいて特定の利益を提供することができる。更に、補聴器又は他のインイヤデバイスの例では、様々な実装形態に従って開示されるイヤピースは、外耳道内での改善されたフィット性により、従来のイヤピースよりも目立たないように装着され得る。本明細書に開示されるイヤピースの横方向寸法及びテーパは、それらのイヤピースが、従来のインイヤデバイスよりも外耳道内により深く快適に位置付けられることを可能にする。更に、実装形態に従って開示される変換器、マイクロホン、及び音響空間の構成は、ＲＩＣ補聴器などの従来のインイヤデバイスと比較して、アクティブノイズ低減のための強化された出力能力、並びにより広い帯域幅のオーディオを提供する可動コイル形変換器の使用を可能にする。

様々な実装形態では、互いに「連結」されているとして説明される構成要素は、１つ以上のインターフェースに沿って接合することができる。いくつかの実装形態では、これらのインターフェースは、別個の構成要素間の接合部を含むことができ、他の場合には、これらのインターフェースは、強固に及び／又は一体的に形成された相互接続部を含み得る。すなわち、いくつかの場合では、互いに「連結された」構成要素は同時に形成されて、単一の連続部材を画定することができる。しかしながら、他の実装形態では、これらの連結された構成要素は、別個の部材として形成され得、その後、既知のプロセス（例えば、はんだ付け、締結、超音波溶接、接合）によって接合され得る。様々な実装形態では、「連結された」と記載されるアクセサリ（例えば、電子構成要素）は、これらのアクセサリが互いにデータを通信することができるように、従来の有線及び／又は無線手段を介してリンクさせることができる。更に、所与の構成要素内の下位構成要素は、従来の経路を介してリンクされていると考えることができるが、必ずしも図示されない。

本明細書に具体的に記載されていない他の実施形態もまた、以下の特許請求の範囲内にある。本明細書に記載される異なる実装形態の要素は、上記に具体的に記載されていない他の実施形態を形成するために組み合わされ得る。要素は、本明細書に記載される構造の動作に悪影響を及ぼすことなく、本明細書に記載される構造から除かれ得る。更にまた、様々な別個の要素は、本明細書に記載される機能を実施するために、１つ以上の個々の要素へと組み合わされ得る。

Claims (24)

1. イヤピースであって、
   電気音響変換器と、
   前記電気音響変換器を支持するハウジングであって、前記ハウジング及び前記電気音響変換器が共同で、第１の音響空間及び第２の音響空間を画定し、前記電気音響変換器は、前記電気音響変換器の第１の放射面が音響エネルギーを出口に連結された前記第１の音響空間内に放射し、前記電気音響変換器の第２の放射面が音響エネルギーを前記第２の音響空間内に放射するように配置される、ハウジングと、を備え、
   前記第２の音響空間の少なくとも一部は、前記第１の放射面と前記出口との間で、前記第１の放射面の前方空間の一部に入り込んでいる、イヤピース。
2. 前記電気音響変換器は、可動コイル形変換器を備える、請求項１に記載のイヤピース。
3. 前記ハウジングは長手方向軸を有し、前記可動コイル形変換器は、前記ハウジングの前記長手方向軸とほぼ平行な運動軸を有するダイヤフラムを備える、請求項２に記載のイヤピース。
4. 前記ハウジングはノズルを画定し、前記第１の音響空間が前記ノズル内の音響通路に音響的に連結されて、前記イヤピースが装着されたときに、前記電気音響変換器が使用者の外耳道に音響的に連結される、請求項１に記載のイヤピース。
5. 前記ノズル上に支持されたイヤチップを更に備え、前記イヤチップは、前記イヤピースが装着されたときに使用者の外耳道と緊密な音響シールを形成するように構成されるか、又は前記イヤチップは、音響エネルギーが前記使用者の外耳道の内外に移動することを可能にする一組の開口部を含む、請求項４に記載のイヤピース。
6. 前記ハウジングは、第１の長手方向軸を有する本体と、前記第１の長手方向軸と交差する第２の長手方向軸を有するノズルとを画定し、前記電気音響変換器は、前記電気音響変換器の運動軸が前記第１の長手方向軸に実質的に平行であるように前記本体内に支持され、前記第１の長手方向軸及び前記第２の長手方向軸は、互いに対して非ゼロの角度で配置される、請求項１に記載のイヤピース。
7. 前記出口は、スクリーン、メッシュ材料、薄い発泡体、網状発泡体、連続気泡発泡体、発泡ポリマー、又はドームカバーのうちの少なくとも１つによって少なくとも部分的に覆われている、請求項１に記載のイヤピース。
8. 前記第２の音響空間を前記ハウジングの外側の空間に連結するリアポートを更に備える、請求項１に記載のイヤピース。
9. 前記第１の音響空間を前記ハウジングの外側の空間に連結するフロントポートを更に備える、請求項８に記載のイヤピース。
10. 前記フロントポート及び前記リアポートは、連結された出口空間に音響的に連結される、請求項９に記載のイヤピース。
11. 前記第２の音響空間は、その長さにわたってほぼ一定の断面幅を有する、請求項１に記載のイヤピース。
12. 前記第２の音響空間は、少なくとも２つの音響的に連結された副空間を含む、請求項１に記載のイヤピース。
13. 前記音響的に連結された副空間は、別個の空間を有する、請求項１２に記載のイヤピース。
14. 前記音響的に連結された副空間における第１の副空間と、前記音響的に連結された副空間における第２の副空間との間の比は、約１：１～約４：１に等しい、請求項１３に記載のイヤピース。
15. 前記音響的に連結された副空間は、
    第１の空間を有する第１の副空間と、
    第２の空間を有する第２の副空間と、
    第３の空間を有する第３の副空間と、を含む少なくとも３つの音響的に連結された副空間を含み、
    前記第２の副空間は、前記第１の副空間及び前記第３の副空間の各々よりも小さく、前記第１の副空間と前記第３の副空間との間のポートとして機能する、請求項１３に記載のイヤピース。
16. 前記音響的に連結された副空間は、
    第１の空間を有する第１の副空間と、
    第２の空間を有する第２の副空間と、
    第３の空間を有する第３の副空間と、を含む少なくとも３つの音響的に連結された副空間を含み、
    前記第２の副空間は、前記第１の副空間と前記第３の副空間とを音響的に連結する導波路として機能する、請求項１３に記載のイヤピース。
17. 前記ハウジングは、使用者の外耳道形状を補完するように構成された輪郭を備える、請求項１に記載のイヤピース。
18. 前記第１の音響空間及び前記第２の音響空間は壁によって分離され、前記壁の少なくとも一部は前記第１の放射面と前記出口との間に位置する、請求項１に記載のイヤピース。
19. 前記第１の放射面と前記出口との間に位置する前記壁の前記一部にマイクロホンを更に備える、請求項１８に記載のイヤピース。
20. 前記第２の音響空間は、少なくとも約７５立方ミリメートル（ｍｍ^３）である、請求項１に記載のイヤピース。
21. 請求項１に記載のイヤピースを備える補聴器であって、
    着用時に使用者の耳介の後ろに位置するように構成されたケーシングと、
    前記ケーシングを前記イヤピースに連結する配線と、
    を更に備える、補聴器。
22. 前記ケーシング内に収容された電池と、マイクロホンと、サウンドプロセッサと、
    を更に備える、請求項２１に記載の補聴器。
23. 請求項１に記載のイヤピースを備えるインイヤオーディオデバイス。
24. 請求項１に記載のイヤピースを備える、オンイヤオーディオデバイス。