JPS628076B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ イヤピースが少なくともそれぞれ１つの、直
交ダイナミツク原理に従う電気音響変換器を含
み、該変換器の質量の小さい振動板は少なくと
も、平均的な人間の耳介の大きさに相応する面状
の拡がりを有し、またそれぞれのイヤピースの結
合室は反射が殆ど生じないように構成されており
かつ使用中耳を取囲むイヤピースによつて形成さ
れているヘツドホンにおいて、結合室を少なくと
も側方において限定するパツドが、ネツト状フオ
ームパツド１であり、該パツドの音響摩擦インピ
ーダンスは該パツドを利用者の耳２乃至頭に当付
けた状態において空気の変換された特性インピー
ダンスのオーダに近似的に相応し、振動板３，６
は専ら摩擦制動されて動作し、かつ低い周波数範
囲にある振動板共振（70−300Hz）の臨界減衰が
生じるようにしたことを特徴とするヘツドホン。

２ ネツト状フオームパツド１は付加的に、その
開口部を覆う薄い層４を有し、該層はパツドと同
じ材料または類似の音響特性を有する工作材料か
ら形成することができ、かつ該層４は使用時に耳
介２と振動板６との間に位置する請求の範囲第１
項記載のヘツドホン。

３ イヤピース１に、良好な音響可透過性の薄い
織物が被覆されている請求の範囲第１項または第
２項記載のヘツドホン。

４ イヤピースの外周面は、薄い弾力のあるスキ
ンを備えている請求の範囲第１項から第３項まで
のいづれか１項記載のヘツドホン。

５ ネツト状フオームパツドを支持する、例えば
合成樹脂から成る格子、穴の開けられた薄い板ま
たはウエブ等の著しく音響可透過性が良好な支持
部材が設けられている請求の範囲第１項から第３
項までのいづれか１項記載のヘツドホン。

６ 振動板は部分的に電気的に駆動されかつ個別
面はレベルおよび／または周波数特性および／ま
たは遅延時間に応じて種々異なつて制御される請
求の範囲第１項から第５項までのいずれか１項記
載のヘツドホン。

７ 振動板の部分の前にフエルト等のような音響
を吸収するもしくは周波数特性に影響を与える手
段が配置されている請求の範囲第１項から第５項
までのいずれか１項記載のヘツドホン。

明細書 本発明は、イヤピースが少なくともそれぞれ１
つの、直交ダイナミツク原理に従う電気音響変換
器を含み、該変換器の質量の小さい振動板は少な
くとも、平均的な人間の耳介の大きさに相応する
面状の拡がりを有し、またそれぞれのイヤピース
の結合室は反射が殆ど生じないように構成されて
おりかつ使用中耳を取囲むイヤピースによつて形
成されているヘツドホンに関する。

上記の形式の構造を有するヘツドホンは、可動
コイル系を有するヘツドホンに比べて、ヘツドホ
ンの使用位置において結合室を外部に対して密閉
する耳当てを具備している。一方可動コイル系を
有するヘツドホンでは、密閉方式の他に所謂オー
プン構造も使用されている。少なくとも平均的な
人間の耳介の大きさに相応する面状の拡がりを有
する振動板が、例えば全面にわたつて同様に厚さ
６μのアルミニウムから成る導体路を備えている
６μ厚のポリエステルシートを使用することによ
つて、出来るだけ小さな質量に構成されている直
交ダイナミツク変換系を有するヘツドホンは、密
閉された結合室によつて作動されるので、結合室
内に閉じ込められた空気の戻り力が、四方が固定
されている場合ですら70および250Hzの範囲に設
定することができる振動板の基本共振周波数とは
無関係に、振動板の共振周波数を1500乃至4000Hz
に高めるように作用する。即ち振動板は０から
1500もしくは4000Hzの範囲においては弾性制動さ
れかつ周波数に無関係な一定の駆動力の場合、一
定の振幅で振動し、これにより密閉された結合室
内では一定の圧力が生じる。この臨界共振周波数
を越えると振幅はωに従つて低下し、その際振動
板はその拡がりに基づき指向性のある音波を送出
するので、この場合もヘツドホンのリニヤな周波
数特性が生じる。即ち直線的な周波数特性は、振
動板質量が非常に小さいこと、振動板の基本共振
周波数が非常に低いことおよび密閉された結合室
の復帰力が大きいという条件と結び付いている。

しかし冒頭に述べた形式の構造を有しかつ使用
位置において結合室が密閉されるヘツドホンでは
実際には２、３の難点がある。つまりこれら難点
のため高度な音響伝搬が妨げられ、かつこれら難
点を取除くには経済的な負坦を必要とする。例え
ば内面を殆んど反射しないように形成することが
できる密閉形の耳当てによつて惹起される、結合
室内の音響干渉が問題であり、この結果として音
は“耳の近傍”または“耳の中”に局限されて聴
こえるようになる。例えば耳を取囲むフレーム内
に音響摩擦抵抗を組込むなどして行なう補償手段
のため経済的に非常に高くつく。

本発明の課題は、これまでは使用位置において
専ら結合室を密閉してのみ作動された、直交ダイ
ナミツク駆動される振動板を有するヘツドホンの
欠点を、結合室の密閉を放棄することによつて回
避することである。この場合結合室からの音響の
排出は音響摩擦抵抗を介して行なわれ得る。その
結果として、弾性制動される変換系は主として摩
擦制動される系になる。即ち低い基本共振周波数
を有する振動板は一定の速度で振動し、これによ
り結合室を空気の特性インピーダンスのオーダに
ある音響インピーダンスによつて終端すれば、結
合室内に一定の音圧を形成することができる。従
つて本発明は殊に次のような特徴を有する。即ち
結合室を少なくとも側方において限定するパツド
が、ネツト状フオームパツドであり、このパツド
の音響摩擦インピーダンスは利用者の耳乃至頭に
当付けた状態において近似的に空気の交換された
特性インピーダンスのオーダに相応し、この結果
振動板は主として摩擦制動されて動作し、かつ低
い周波数範囲にある振動板共振（70乃至300Hz）
の臨界ダンピングに対する要求は満たされる。そ
の際空気の変換された特性インピーダンスとは、
ネツト状フオームパツドの音響摩擦インピーダン
スの通過横断面と振動板との面積比の２乗であ
る。振動板の質量が小さくかつ振動板の固有共振
周波数が低ければ低い程、それだけ減衰抵抗は小
さいものであつてよい。従つて振動板の反射特性
も抑圧される。振動板の減衰は、ネツト状フオー
ムパツドの音響摩擦インピーダンスから、また場
合に応じて振動板の背後に配置された音響摩擦イ
ンピーダンスからも組合わされて成る。測定の結
果、耳に当てられたネツト状フオームパツドは共
嗚に妨害作用しないことが明らかである。

イヤピースが非常に大きな振動装置の縁部にお
いて片側だけに配置されたプラスチツクフオーム
条片を備えている、静電形変換器を有するヘツド
ホンも公知であるが、比較的高い値で共振される
振動板を有する静電系はヘツドホンでは不都合で
あるということがわかつている。その理由は低音
の再生は極めて弱くしか行なわれないからであ
る。高い値での共振は、高い効率を得るために電
極間隔を僅かにする必要があることや、静電形変
換系における静止吸引力と必然的に結びついてい
る。その上振動板は非常に幅広のフレームによつ
て取囲まれており、このフレームが使用位置にお
ける耳介に対するその位置によつて反射を惹起
し、かつ共嗚を直線的に歪める。このことは、本
発明が基礎としているところの、反射が生じない
ようにするという要求と相いれない。これに対し
て直交ダイナミツク系を使用すれば、振動板の基
本共振周波数を実際に任意に低い所に設定するこ
とが容易にできる。というのは吸引する静止力が
生じないからである。従つてこれまで行なわれた
実施例により結合室を本発明のように摩擦終端す
れば申し分のない低音再生が行なわれ、その際高
い周波数および極めて高い周波数の再生も妨害さ
れない。変換器の振動板の側方または周りに、お
よび場合に応じて振動板の前に薄い層を中間介挿
して配置することができる本発明のネツト状フオ
ームパツドは支持部材を何ら必要とせず、耳に乃
至耳を取囲んで頭に当付ける。更にその上皮膚と
の接触を一層快適にする目的で、音響可透過性の
薄い織物を被覆することができる。パツドの外周
面に、反射を惹起することなしに低音再生を増幅
するために薄い弾力のあるスキンをかぶせること
もできる。

公知の気密な耳当てに比べて小さな音響摩擦イ
ンピーダンスしか有さない本発明のネツト状フオ
ームパツドの有利な作用は次の点にある。即ち相
応の減衰値が、振動板の質量および振動板の復帰
力が僅かであるため70および300Hzの間にある振
動板共振周波数の臨界減衰に相応することであ
る。可動コイル系を有するヘツドホンに対してネ
ツト状フオームパツドを有する本発明では音を吸
収しない面は存在しない。何故なら可動コイル系
では変換器は耳介の領域に位置し、これにより振
動板乃至磁石系で音が耳の近傍で聴こえてくるよ
うに共嗚を変える反射が生じる。その上可動コイ
ル系ではネツト状フオームパツドによつて振動板
の振動が影響されることはないので、その結果比
較的重い振動板の背後に大きな音響摩擦抵抗が必
要である。更に、耳の鼓膜のインピーダンスは、
直交ダイナミツク系の振動板の振動特性には実際
に何の作用もしないことがわかつている。振動板
の振動特性を決めるのは振動板と耳との間の本発
明によるフオームプラスチツクパツドによる抵抗
負荷だけである。ネツト状フオームパツドは有利
には環状に形成されており、その際振動板の背面
にも、振動板振動を臨界減衰するために、ネツト
状フオームパツドに対する補助として小さな音響
摩擦抵抗を設けると効果的であろう。ネツト状フ
オームパツドは種々異なつた形状を有することが
でき、かつ伝送される音の形態に関連して特別な
音響特性が所望される場合には種々異なつた構造
を有することもできる。このことは、有利には全
面を介して駆動されるが、部分駆動にも使用で
き、かつ個別面をレベルおよび／または周波数特
性および／または遅延時間に応じて種々異なつて
制御することができる振動板を考慮する場合も当
嵌る。

直交ダイナミツク系は、導体路を分割しかつ別
個に電気的に制御する可能性を提供する。極端に
軽い振動板でありしかもその機械的な応力が小さ
いため、それぞれの振動板部分はそれぞれの電気
的な駆動に依存した運動とは無関係に運動する。
しかしこれによりむきだしの耳のまゝ聴く場合に
相応する音響信号を耳介に供給することができ
る。耳介の前半分に当たる振動板部分を時間遅延
および／またはレベル低減なしに供給し、一方耳
介の後方の半分に対向する振動板面を時間遅延さ
れ、および／または例えば比較的高い周波数をレ
ベル低下して制御すれば、音を前方向に位置補正
して聴くことができる。その際前提となるのは、
結合室内および振動板乃至振動板の縁部に位置す
るフレームの背後において殆んど反射が生じない
ことである。反射によつて、コヒーレントな聴覚
信号、例えば包絡線または類似のものを生ぜしめ
る聴覚信号の直線的な歪みが生じれば音の聴こえ
てくる位置は聴取者の頭の中に移動する。更に振
動板駆動部を区分して駆動すれば、どんな場合で
も自然に聴いたときの音響効果をシミユレートす
ることができる。振動板に電気的に分割して駆動
する代わりに、例えば耳介の後側の半部の領域に
おいて比較的高い周波数をカツトするためにフエ
ルトのような音響を吸収する手段を振動板部分の
前に設けることもできる。

次に本発明を図面に基づいて詳細に説明する。
第１図には本発明の第１の実施例の平面略図、第
２図は本発明の耳当ての縦断面略図であり、第３
図には環状の耳当ての実施例が示されており、第
４図は本発明により構成されたヘツドホンの縦断
面略図、第５図はヘツドホンを側方向から見た斜
視図であり、第６図はネツト状フオーム材から成
る条片が鉛直方向に設けられているイヤピースが
略示されており、第７図にはネツト状フオームパ
ツド用の支持部材が示されている。第１図に図示
された実施例では利用者の耳２を取り囲む耳当て
１は、矩形の形状に形成されている。第２図の実
施例は、本発明のイヤピースを上から見た断面図
で示すものであり、かつ耳当て１の断面形状によ
りそれが振動板３と耳２との間に更に、振動板の
振動の臨界制動に役立つ薄い層４を有しているこ
とがわかる。

第３図に図示の実施例は、第１図に示した実施
例とは次の点だけが相異している。即ち第２図の
実施例では耳当て１は利用者の耳２をぐるりと環
状に取囲む。

第４図の断面図ではネツト状フオームパツドが
１で示されている。細くて反射しないフレーム５
内に振動板６が固定されている。この振動板は、
約５μの厚さのポリエステルシートから成り、か
つ約６μの厚さのアルミニウム導体が蒸着または
プリントされている。棒磁石７はそれぞれ、穴の
あいた鉄薄板８に固定されており、まよ低音の再
生の際振動板６が十分な振動幅で振動できるよう
に振動板６に対して約0.5mmの間隔を有してい
る。第４図から、ヘツドホン全体において音響を
反射する面が存在しないことが明らかである。そ
の結果共鳴の直線的な歪みが発生しない。鉄薄板
８は、あらゆる反射を回避するために縁部にスペ
ーサを介して相互に支持できるかまたは縁部に直
角に曲げて構成することができる。

第５図には本発明のヘツドホンの半分が図示さ
れている。耳当て１も音響可透過性の飾り格子９
もまたはヘツドホンのその他の要素も、振動板の
背後に僅かな間隔をおいて、例えば２cm²のオーダ
にある極めて小さな寸法の面が存在すれば生じる
であろう何らの障害的な反射作用も行なわない。
部品１０，１１および１２そのものは、ヘツド・
バンドの通例の部分である。プラスチツクフオー
ムから成る鉛直方向の条片２つだけが設けられて
いる別の実施例は次の点で有利である。即ち鉛直
方向で空気の流通が行なわれるので耳に熱が溜ま
るのが回避されるからである。これにより比較的
長時間にわたり何の妨げもなく音楽を聴取するこ
とができる。第６図ではプラスチツクフオームか
ら成る条片１３，１４が変換系の側縁に配置され
ている。プラスチツクフオームフレームまたはプ
ラスチツクフオーム条片の機械的な支持は、第７
図で開口１５，１６，１７，１８の種々の変形に
おいて示されいるように、格子または穴の空けら
れた薄板乃至出来るだけ大きい空気穴を有する合
成樹脂によつて行なわれる。実験の結果特に環状
面または細長い面はイヤピースの延長部として作
用し、かつ共鳴を著しく変え、ひいては音が耳の
近傍で聴こえるようにすることがわかつている。
この種の障害が両耳で対称形に生じると、音は頭
の中で聴こえるようになる。ヘツドホンを評価す
るための尺度であるあらゆる現象は、この障害の
極端な値と全く自然に聴く場合との間にある。

本発明の技術手段によつて、ヘツドホンを載頭
した際に耳元また耳の直接近傍に何か異物がある
という感覚が生じないようになる。これに対して
従来のヘツドホンでは閉鎖感の印象が顕著であ
る。